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PRH/ANP-15
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Dissertações de mestrado defendidas no âmbito do CEP

 

 

Dissertações de 1991


>> A Aplicação de Ultra-Som na Determinação de Vazão em Escoamento Gás-Líquido Vertical

>> Abordagem estocástica para estimativa de volume de hidrocarboneto usando dados sísmicos

>> Análise crítica dos métodos de mudança de escala associados à simulação de reservatórios

>> Análise das operações de fraturamento hidráulico através do comportamento da pressão durante bombeio

>> Análise de Testes em Poços Injetores de Água

>> Análise de testes em reservatórios com variação vertical de permeabilidade

>> Análise dinâmica de colunas de perfuração via superposição modal

>> Análise do comportamento de reservatórios submetidos à segregação gravitacional usando pseudo-funções

>> Aplicação do método de subdomínios na simulação de reservatórios naturalmente fraturados

>> Avaliação experimental da filtração de fluidos de fraturamento hidráulico

>> Desenvolvimento de um simulador PVT para caracterizar misturas de hidrocarbonetos

>> Efeitos transientes no projeto e análise de gás lift contínuo

>> Equipes de perfuração marítima:Uma análise das relações sociais, das condições de trabalho e de produtividade

>> Escoamento bifásico anular vertical ascendente: Inversão no sentido de fluxo do líquido

>> Escoamento laminar e turbulento de soluções poliméricas de hidroxipropilguar em tubos

>> Esquemas de alta resolução para controle da dispersão numérica em simulação de reservatórios

>> Estudo do efeito de um "Riser Blowout" na perfuração de poços de petróleo em águas profundas

>> Estudo do escoamento helicoidal em anulares, visando a detecção de kicks em poços delgados

>> Estudo dos movimentos de uma plataforma semi-submersível através da simulação no domínio do tempo

>> Estudo experimental e modelagem da classificação na separação sólido-líquido não-Newtoniano em centrífuga decantadora industrial

>> Estudo numérico da transferência de calor e do gradiente de pressão na injeção de vapor saturado em poços de petróleo

>> Fração de vazio e gradiente de pressão nos escoamentos estratificados e anulares horizontais

>> Hidrodinâmica e Transferência de Calor no Escoamento Intermitente de Reservatórios

>> Injeção de vapor em reservatórios heterogêneos com dupla porosidade

>> Metodologia de escolha de brocas de PDC baseado no perfil sônico, custo estimado e performance passada das brocas

>> Simulação numérica da separação de um escoamento bifásico gás-líquido em um tê

>> Simulador composicional de reservatórios com formulação implícita em pressão e saturações e semi implícita em composições


Injeção de vapor em reservatórios heterogêneos com dupla porosidade

ABEL GOMES LINS JUNIOR

Orientador: Prof. Antonio Cláudio de França Corrêa
Co-rientador: Prof. Fernando Rodriguez de La Garza

Data da defesa: 16/12/1991

 

A injeção de vapor é de todos os métodos de recuperação suplementar, o mais amplamente usado. Sua aplicação tem se mostrado bastante promissora inclusive em reservatórios naturalmente fraturados. O objetivo deste trabalho foi a construção de um simulador numérico para reservatório heterogêneo com características de dupla porosidade, sujeito à injeção de vapor, para geometrias de fluxo linear ou radial. Foram estudadas as equações que governam os fluxos de óleo, gás, água e energia no reservatório, além das características de fluido e rocha. O simulador desenvolvido utiliza uma formulação totalmente implícita, tendo sido implementado um procedimento que acopla as equações do sistema de fraturas nas equações dos blocos de matriz, de modo que o tempo requerido de simulação para o sistema de dupla porosidade não é significativamente maior do que aquele requerido para simulação de um sistema convencional. O modelo permite a simulação de reservatórios inclinados para o caso de fluxo linear e também a simulação de reservatórios não fraturados ou de processos isotérmicos.

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Análise dinâmica de colunas de perfuração via superposição modal

ANDRÉ GUSTAVO DI PALMA CORDOVIL

Orientador: Prof. Victor Prodonoff
Co-rientador: Prof. Fernando Iguti

Data da defesa: 21/11/1991

 

Este trabalho discute o uso da superposição modal como técnica de obtenção da resposta dinâmica de uma coluna de perfuração. São apresentadas as formulações da resposta a alguns carregamentos simples, a um carregamento transiente e é realizada a análise no domínio da frequência.
Um programa de computador, já existente, foi usado como base das alterações feitas, seguindo os objetivos da tese.
Foram simulados alguns exemplos simples e um exemplo de aproximação da resposta não linear de uma coluna de perfuração. Os resultados são mostrados na forma de tabelas comparativas e gráficos.

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Esquemas de alta resolução para controle da dispersão numérica em simulação de reservatórios

ANTONIO CARLOS CAPELEIRO PINTO

Orientador: Prof. Antonio Cláudio de França Corrêa

Data da defesa: 12/11/1991

 

O esquema tradicional de simulação de reservatórios por diferenças finitas utiliza o método de ponderação a montante para aproximar os componentes do termo de fluxo convectivo nas interfaces entre os blocos. Esse procedimento estabiliza a solução numérica, mas introduz graves erros de dispersão numérica, dificultando a correta interpretação dos resultados simulados. Os esquemas exponenciais são alternativas razoáveis quando o termo difusivo domina. No entanto, conforme demonstramos neste trabalho, tendem para o método de ponderação a montante quando o fluxo é muito convectivo.
Os métodos de diferenças finitas de ordem mais alta, como o esquema de Leonard, reduzem a dispersão numérica, mas podem produzir soluções fisicamente incorretas quando a equação de conservação assume a forma hiperbólica.
Demonstramos, através da solução de algumas equações não-lineares clássicas, que isto ocorre porque a condição de entropia não é obedecida. A condição de entropia é um critério matemático que permite selecionar a solução correta entre as soluções fracas do problema.
Os esquemas de Diminuição das Variações Totais (TVD) possuem a notável propriedade de produzirem soluções de alta resolução que obedecem ao princípio da entropia e, consequentemente, são fisicamente corretas.
Apresentamos uma comparação do desempenho de diversos métodos de diferenças finitas para resolver alguns problemas de engenharia de reservatórios, como: equação da convecção-difusão em 1D, equação de Buckley-Leverett e fluxo de traçador em 2D. Os esquemas TVD foram também implementados em um modelo "black-oil" bifásico, e os resultados são discutidos para várias formulações, como IMPES, semi-implícito e totalmente implícito. Incluímos no modelo a opção de injeção de traçadores na fase água, considerando o tensor dispersão completo e adsorção com a rocha. São feitas comparações com as soluções obtidas com o método de ponderação a montante e malha refinada e, sempre que possível, com soluções analíticas. O efeito de orientação de malha é estudado. São incluídos diversos exemplos práticos.

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Análise de testes em reservatórios com variação vertical de permeabilidade

ANTONIO CARLOS DECNOP COELHO

Orientador: Prof. Antonio Cláudio de França Corrêa

Data da defesa: 11/11/1991

 

Diferentes ambientes deposicionais, sujeitos à variações de energia ao longo do tempo geológico, associados à diferentes processos diagenéticos, causam variações nas características das rochas sedimentares. É comum observar-se variações verticais na permeabilidade de rochas reservatório, podendo ocorrer de forma contínua ou discreta.
O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre o comportamento de pressões e vazões em poços completados em reservatórios com variação vertical de permeabilidade, submetidos a testes de pressão, assim como avaliar técnicas para interpretação de testes em tais reservatórios.
Três tipos de reservatórios com variação vertical de permeabilidade são considerados neste trabalho: reservatórios com variação contínua de permeabilidade na direção vertical, reservatórios com múltiplas camadas sem fluxo cruzado e reservatórios com múltiplas camadas com fluxo cruzado. Devido à complexidade do modelo matemático associado ao caso de reservatório com variação contínua de permeabilidade, esse modelo foi considerado como um caso particular do modelo de reservatório com múltiplas camadas com fluxo cruzado. São apresentadas as soluções matemáticas para os dois modelos básicos e discutida a influência de diversos parâmetros sobre o comportamento de pressões e vazões. São discutidos também diversos métodos de regressão não linear e suas aplicações para interpretação automatizada de testes, incluindo-se os casos de reservatórios com múltiplas camadas.

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Abordagem estocástica para estimativa de volume de hidrocarboneto usando dados sísmicos

CARLOS GUILHERME SILVA DE AQUINO

Orientador: Prof. Armando Zaupa Remacre

Data da defesa: 09/12/1991

 

Este trabalho aborda uma das etapas fundamentais da estimativa de reservas, que é a estimativa de volume de hidrocarboneto do reservatório, inferindo-o desde a fase exploratória até o seu completo desenvolvimento. Ressalta, também, a importância dos dados sísmicos para esta estimativa, particularmente quando o reservatório atinge seu pleno desenvolvimento com poucos poços, típico de campos petrolíferos localizados no mar. A dissertação apresenta como caso prático um reservatório da Plataforma Continental brasileira. O modelo estocástico utilizado baseia-se nas funções aleatórias gaussianas aplicadas às variáveis de amplitude sísmica, espessura e topo estrutural do reservatório. Aplica-se ao modelo a simulação condicional geoestatística, usando os algoritmos das médias móveis e bandas rotativas (turning-bands).

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Simulador composicional de reservatórios com formulação implícita em pressão e saturações e semi implícita em composições

CELSO CÉSAR MOREIRA BRANCO

Orientador: Prof. Fernando Rodriguez de La Garza

Data da defesa: 19/07/1991

 

Apresenta-se um modelo composicional isotérmico, bidimensional do escoamento em reservatórios, implícito na pressão e nas saturações de fluidos e semi implícito nas variáveis composicionais. Apenas os termos de fluxo das equações de transporte são tratados de forma explícita, e somente nas variáveis dependentes das composições dos fluidos. Nas células na região de uma fase a variável primária saturação de gás é substituída por uma variável composicional, que passa a receber tratamento totalmente implícito. A formulação concebida permite a redução da matriz jacobiana original a uma matriz blocada de três semelhante àquelas obtidas em simuladores do tipo "black-oil" totalmente implícitos. Outras características do modelo incluem a consideração de efeitos capilares e gravitacionais e o cálculo dos termos fonte levando em conta as condições de separação de fluidos na superfície. As relações de equilíbrio e as densidades das fases são resolvidas através da equação de estado de Peng e Robinson.A validação do modelo, baseada na teoria do escoamento bifásico em regime permanente, indicou perfeito ajuste entre resultados teóricos e simulados. Apresentam-se aplicações a testes de formação, depleção e produção através de injeção de gás, tanto para reservatórios de óleo volátil quanto de gás retrógrado. As conclusões mostram os efeitos da permeabilidade relativa na deposição de condensado bem como a importância da análise de reservatórios através das produções mássicas dos componentes. O desempenho computacional é reportado em todos os casos.

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Análise de testes em poços injetores de água

EDUARDO AUGUSTO PUNTEL DE OLIVEIRA

Orientador: Prof. Kelsen Valente Serra

Data da defesa 11/11/1991

 

Soluções analíticas para diversos modelos de injeção de água em reservatórios de óleo são comparadas. Algumas analogias e conclusões interessantes são estabelecidas a partir dessas soluções, por exemplo, a respeito do fator de película medido em um teste de injeção. Um novo modelo semi-analítico para estudo de injeção de água é proposto. Também, um novo método, que dispensa técnicas de ajuste não linear, para estimativa das curvas de permeabilidade relativa ao óleo e à água a partir de dados de testes de injeção é desenvolvido.

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Estudo dos movimentos de uma plataforma semi-submersível através da simulação no domínio do tempo

EDUARDO VARDARO

Orientador: Prof. Celso K. Morooka

Data da defesa 27/11/1991

 

Neste trabalho desenvolveu-se um procedimento para a simulação no domínio do tempo dos movimentos de uma plataforma semi-submersível sujeita a ação de onda, vento e correnteza. Os efeitos devido ao vento e correnteza são obtidos pela discretização da superfície da semi-submersível em painéis. Também são considerados (quase-estaticamente) os efeitos dos sistema de ancoragem e riser. A reação hidrodinâmica é determinada pela convolução da transformada de Fourier no domínio do tempo da reação hidrodinâmica obtida no domínio da frequência. Através da simulação no domínio do tempo foi analisada a influência do vento, onda e correnteza no comportamento do sistema de ancoragem. Além disso, verificou-se o que ocorre quando uma linha do sistema de ancoragem se rompe ou as condições de vento subitamente se alteram.

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Simulação numérica da separação de um escoamento bifásico gás-líquido em um tê

FERNANDO ANTONIO SIMÕES CARNEIRO

Orientador: Prof. Luiz Felipe Mendes de Moura

Data da defesa 27/11/1991

 

Este trabalho visa estudar o fenômeno da separação de fases que ocorre em um Tê vertical, utilizando um programa de computador bidimensional baseado no modelo de dois fluidos, para representar o comportamento do escoamento bifásico, e no método dos volumes finitos, para discretizar as equações de conservação. Como partes essenciais deste estudo temos o desenvolvimento de um termo local de difusão viscosa para o modelo, assumindo escoamento laminar, como também o estudo de uma equação constitutiva para a transferência interfacial de quantidade de movimento, representativa para a simulação do fenômeno. A separação das fases foi simulada para valores 0.5 e 1 da razão entre os diâmetros do braço lateral e do ramo principal, de acordo com dados experimentais encontrados na literatura. Uma detalhada distribuição da fração de vazio, pressão e função de corrente é apresentada a partir dos resultados numéricos. Os valores preditos demonstram que o modelo utilizado consegue predizer razoavelmente a separação das fases, quando a taxa de extração é maior que 0.3, apresentando desvio médio de 10% em relação aos dados experimentais. Para baixas extrações, um modelo tridimensional pode ser desejado para representar o fenômeno. Verificou-se, neste caso, uma tendência para subestimar a separação, com desvio médio de 25%.

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Aplicação do método de subdomínios na simulação de reservatórios naturalmente fraturados

GISLENE APARECIDA DA SILVA

Orientador: Prof. Antonio Cláudio de França Corrêa
Co-rientador: Prof. Fernando Rodriguez de La Garza

Data da defesa: 17/12/1991

 

Na aplicação do método de subdomínios para simulação de reservatórios naturalmente fraturados, um bloco representativo de matriz é discretizado com objetivo de conseguir uma resolução dos gradientes de pressão e saturação dentro do bloco de matriz.
O simulador desenvolvido é unidimensional, bifásico, óleo-gás e totalmente implícito. As formulações convencional e de subdomínios para reservatórios naturalmente fraturados são consideradas. Na formulação de subdomínios são usadas as opções de fluxo disperso e de fluxo segregado nas fraturas. Para todos os casos são apresentados resultados de simulações de depleção primária.
As soluções geradas através das diversas opções de modelagem da interação matriz-fratura são analisadas comparativamente e é discutido o efeito que teria o uso de modelos de interação simplificados na previsão do comportamento de reservatórios.

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Fração de vazio e gradiente de pressão nos escoamentos estratificados e anulares horizontais

GUILHERME RODRIGUES JUNIOR

Orientador: Prof. Fernando de Almeida França

Data da defesa: 25/11/1991

 

Neste trabalho, foram desenvolvidos dois modelos para predição de fração de vazio e gradiente de pressão em escoamentos horizontais com misturas bifásicas, nos padrões estratificado e anular. Um modelo considera o escoamento do filme líquido no regime laminar e o outro o considera turbulento. Os modelos desenvolvidos utilizam a idéia de tratamento diferencial para o filme líquido, como sugerido por Cheremisinoff & Favis (1979) e as equações constitutivas para fator de atrito interfacial e fração do perímetro molhado, propostos por Hart et alli. (1987). Foi introduzido o conceito de "Número de Froude da Interface", para explicar a distribuição circunferencial do filme. As transições entre padrões de fluxo foram consideradas graduais. Os resultados dos modelos comparados com dados experimentais próprios, realizados no laboratório do CENPES, e resultados publicados na literatura.

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Estudo do efeito de um "riser blowout" na perfuração de poços de petróleo em águas profundas

HEITOR RODRIGUES DE PAULA LIMA

Orientador: Prof. Otto Luiz Alcântara Santos

Data da defesa: 04/061991

 

Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento da pressão dos fluidos que ocorre durante o especial acidente na perfuração de um poço submarino de petróleo conhecido como "Riser Blowout". O modelo usado neste estudo baseia-se na solução do sistema de equações diferenciais parciais que governam o fluxo ascendente da mistura bifásica fluido de perfuração/gás dentro do espaço anular entre a coluna de perfuração e o "marine riser". As perdas de carga devido a aceleração do fluido de perfuração à juzante da zona bifásica, bem como o fenômeno do fluxo crítico no escoamento da mistura pelo "diverter" são considerados. O modelo foi desenvolvido a partir de modificações introduzidas naquele apresentado por Otto Santos em 19891. Através de uma análise de sensibilidade, o efeito de alguns parâmetros do processo, especialmente a vazão de circulação para a remoção da mistura bifásica, é investigado.

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Estudo do escoamento helicoidal em anulares, visando a detecção de kicks em poços delgados

JÉSUS JORGE PEREIRA

Orientador: Prof. Eric Edgar Maidla

Data da defesa: 22/11/1991

 

A variação entre a vazão de entrada e a vazão de saída se constitui no melhor indicativo da ocorrência de kicks em poços delgados. Entretanto, esta variação de vazão pode ser ocasionada por outros motivos, entre eles a variação da rotação da coluna de perfuração, gerando alarmes falsos. Este trabalho apresenta uma solução numérica que relaciona perda de carga, vazão e rotação numérica que relaciona perda de carga, vazão e rotação de coluna para fluidos de potência escoando em espaço anular delgado. Através dos resultados desta solução numérica, pode-se distinguir um kick de um alarme falso.

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Escoamento laminar e turbulento de soluções poliméricas de hidroxipropilguar em tubos

JOSÉ LUIZ DE PAULA

Orientador: Prof. Cesar Costapinto Santana

Data da defesa 05/12/1991

 

Nas operações de fraturamento hidráulico, a perda de carga devido ao atrito, tem sido um fator limitante para a utilização de vazões mais elevadas, o que é desejável para a maior efetividade da operação.
A utilização de fluidos de fraturamento à base de soluções aquosas de Hidroxipropilguar, tem possibilitado a utilização de vazões mais elevadas, graças a propriedade de redução do arraste exibida por essas soluções.
Neste trabalho, o comportamento reológico das soluções aquosas de HPG com concentrações de 2399 a 5997 ppm foi analisado, tendo sido verificado que os modelos propostos por Ostwald-De-Waele e Herschell-Bulkley descrevem bem o comportamento reológico das soluções analisadas para toda a faixa de taxa de deformação pesquisada.
Os resultados experimentais do escoamento turbulento em tubos foram utilizados para analisar o desempenho das correlações de Dodge-Metzner e Shaver-Merril para a predição do coeficiente de atrito. Duas correlações empíricas, uma tipo Blasius e outra tipo Shah, foram também obtidas a partir dos dados experimentais para o escoamento turbulento, tendo sido verificado que os valores do coeficiente de atrito preditos pela correlação tipo Shah são os que mais se aproximam dos valores medidos. O fenômeno de redução do arraste foi observado e quantificado para todas as concentrações de Hidroxipropilguar analisadas.

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Metodologia de escolha de brocas de PDC baseado no perfil sônico, custo estimado e performance passada das brocas

JOSÉ LUIZ FALCÃO

Orientador: Prof. Eric Edgar Maidla

Data da defesa: 18/11/1991

 

Determinar um PROGRAMA DE BROCAS que seja compatível com a litologia e que REDUZA O CUSTO DO METRO PERFURADO, torna-se cada vez mais importante devido tanto aos altos custos envolvidos na perfuração de um poço quanto às incertezas sobre o retorno do capital investido. Com esse objetivo apresenta-se um Método de Escolha de Brocas de Diamante Policristalino (PDC). São analisados outros métodos que consideram as características das formações, assim como algumas características construtivas e de projeto desse tipo de broca que tem influência sobre seu desempenho. Este estudo propõe, a partir do Banco de Dados de Perfil e do Histórico das Brocas de PDC já utilizadas, identificar os intervalos de mesma Resistência ao Cisalhamento (t), calculada com base no método de Dumans(1), em que um determinado tipo de broca de PDC apresentou o melhor desempenho entre todas as outras que operaram nas mesmas condições, propondo como medida de desempenho o Custo Estimado do Metro Perfurado (CE). Assim, baseado no desempenho das brocas utilizadas nos poços anteriores, e de posse da resistência ao cisalhamento das rochas a serem perfuradas no poço seguinte, poderia se indicar um PROGRAMA DE BROCAS DE PDC mais adequado a essas condições. A utilização sistemática do método com realimentação do Arquivo com os novos dados obtidos, deverá fornecer respostas cada vez mais confiáveis.

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Estudo numérico da transferência de calor e do gradiente de pressão na injeção de vapor saturado em poços de petróleo

LUIZ SÉRGIO SABÓIA MOURA

Orientador: Prof. Luiz Felipe Mendes de Moura

Data da defesa 22/11/1991

 

É objetivo primordial deste trabalho avaliar numericamente a transferência de calor e o gradiente de pressão que ocorrem no escoamento bifásico de vapor saturado ou água subresfriada no fluxo horizontal em tubulações aéreas ou enterradas e no fluxo vertical descendente na coluna de injeção de vapor de poços de petróleo.
As pedras de calor ao longo do escoamento causam a condensação progressiva do vapor saturado chegando, em alguns casos, ao escoamento de água subresfriada. Esta condensação induz em mudanças no padrão de fluxo do escoamento bifásico bem como no coeficiente global de transferência de calor.
Para isto, foram consultadas literaturas científicas visando a elaboração de um Modelo matemático e Numérico. As equações da quantidade de movimento e da energia, por ser um problema não-linear, são resolvidas simultaneamente pelo método iterativo de Newton-Raphson.
Finalmente, são partes integrantes deste trabalho a validação do modelo com dados de campo e a análise de alguns resultados obtidos através do mesmo objetivando, assim, um apoio técnico importante ao desenvolvimento de projetos de injeção de vapor na indústria do petróleo.

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A Aplicação de ultra-som na determinação de vazão em escoamento gás-líquido vertical

MARCELO ALBUQUERQUE LIMA GONÇALVES

Orientador: Prof. Fernando de Almeida França

Data da defesa: 06/12/1991

A medição de vazões em escoamento bifásicos gás-líquido é uma área de interesse crescente, particularmente no que refere-se à engenharia de petróleo. Neste trabalho é apresentada a aplicação de ultra-som para a obtenção de vazões de gás e líquido no escoamento pistonado vertical. O método é não intrusivo e não requer, portanto, separação de fases. Os dados experimentais foram obtidos no Laboratório de movimentação de fluidos do Centro de Pesquisas da petrobrás, CENPES.
Para a determinação de vazões de gás e líquido, foram medidas variáveis que caracterizam o escoamento pistonado (bolha de Taylor e pistão de líquido). Estes valores foram empregados em um modelo mecanicista que representa o escoamento e assim, as vazões das duas fases puderam ser calculadas.
Os valores das variáveis medidas por ultra-som apresentaram relativa proximidade aos valores obtidos através do modelo de Sylvester (1987). Apesar da complexidade envolvendo a representação física do escoamento pistonado e de sua modelagem, a maioria dos resultados obtidos encontra-se dentro da faixa de mais ou menos 35% de erro absoluto. A técnica pode ser aperfeiçoada em relação ao processamento e interpretação dos sinais de ultra-som.

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Desenvolvimento de um simulador PVT para caracterizar misturas de hidrocarbonetos

MARCELO BACCI DA SILVA

Orientador: Prof. Fernando Rodriguez de La Garza

Data da defesa: 17/05/1991

 

Neste trabalho é desenvolvido um simulado PVT para modelar o comportamento de fases de misturas naturais de hidrocarbonetos. O simulador consiste de um programa computacional que baseia-se em equações que representam o comportamento de fases da mistura, no equilíbrio, em processos termodinâmicos de expansão a massa constante ou de liberação a volume constante, em condições diversas de pressão e temperatura. Usa-se a equação-de-estado de Peng-Robinson para determinar o comportamento de fases da mistura.
Apresenta-se também, uma metodologia de ajuste automático dos parâmetros da equação-de-estado para reproduzir dados experimentais do comportamento de fases de uma mistura. A metodologia consiste em determinar as propriedades críticas de uma mistura. A metodologia consiste em determinar as propriedades críticas da fração pesada C+, através de correlações disponíveis na literatura e ajustar os parâmetros W a e W b do metano (CH4) e da fração mais pesada (C+)e o coeficiente de interação binária entre esses componentes, d CH4-C+, de acordo com o seguinte procedimento: primeiro, mantendo os valores teóricos dos parâmetros W a e W b, calcula-se o d CH4-C+ são ajustados através de uma técnica de regressão não-linear com mínimos quadrados, usando dados da região de uma fase.
O procedimento de ajuste foi testado em amostras de fluidos do tipo gás e condensado e óleo volátil e verificou-se uma boa concordância entre os dados experimentais e os valores preditos pelo simulador na região de duas fases. Constatou-se que o coeficiente de interação d CH4-C+, é o parâmetro relevante para o ajuste da pressão de saturação. Análises dos parâmetros de regressão indicam que as variáveis relevantes na regressão não-linear são W a e W b do metano.

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Análise do comportamento de reservatórios submetidos à segregação gravitacional usando pseudo-funções

MARCO TÚLIO DE CARVALHO FERRAZ

Orientador: Prof. Kelsen Valente Serra
Co-Orientador: Prof. Fernando Rodriguez de La Garza

Data da defesa 04/12/1991

 

O objetivo deste trabalho é a análise do comportamento de um reservatório de gás em solução, submetido ao mecanismo de segregação gravitacional, durante a fase de recuperação primária. O sistema físico contempla a análise bidimensional de um reservatório cilíndrico, com o poço no centro, produzindo da porção inferior do mesmo. Foi analisado o fluxo de óleo e gás na presença de água conata imóvel. Efeitos capilares são desprezados e efeitos gravtacionais são considerados. O fluido pode ser descrito pelo modelo Beta. Resultados são gerados por um simulador comercial totalmente implícito.
Essencialmente, este estudo é uma analogia dos trabalhos de Serra, Chen e Poston e Lima, com maior enfoque nos aspectos de segregação gravitacional. Aspectos do comportamento de reservatórios submetidos à segregação gravitacional, são mostrados, com análise acerca de alguns parâmetros que a controlam. Dentro de algumas limitações, o uso de pseudo-funções nas equações de fluxo multifásico, leva a formas lineares, análogos à solução do líquido de baixa compressibilidade e propriedades constantes. Fazendo uso destas definições e hipóteses compressibilidade e propriedades constantes. Fazendo uso destas definições e hipóteses acopladas às curvas tipo de Fetkovick, comparações são feitas quando da obtenção de parâmetros do reservatório, para as análises com e sem o uso das pseudo-funções. Os resultados obtidos mostram que o uso das pseudo-funções reduzem bastante as não-linearidades presentes nas equações de fluxo multifásic.

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Equipes de perfuração marítima: uma análise das relações sociais, das condições de trabalho e de produtividade

NELSON CHOUERI JUNIOR

Orientador: Prof. Arsênio Oswaldo Sevá Filho
Co-Orientador: Profa. Angela Maria Tude de Souza

Data da defesa 02/12/1991

 

Neste trabalho buscou-se e logrou-se encontrar quais fatores contribuem, de maneira mais acentuada, na formação de um quadro de satisfação ou de insatisfação, entre os membros de uma equipe de perfuração marítima de poços de petróleo.
Foram também elaborados critérios para avaliação da produtividade dessas equipes, considerando, como unidade produtiva, não a plataforma, com é feito tradicionalmente, mas cada uma das cinco equipes que se revezam em uma mesma plataforma.
Numa última fase, buscou-se o estabelecimento de uma possível correlação entre índices de produtividade e graus de satisfação ou de insatisfação dos componetes das equipes.
Foi percebida uma notável relação entre alguns desses índices, permitindo-nos tirar interessantes conclusões e propor novas hipóteses sobre a questão.

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Avaliação experimental da filtração de fluidos de fraturamento hidráulico

NEWMAN DE SOUZA

Orientador: Prof. Cesar Costapinto Santana

Data da defesa 10/12/1991

 

A operação de fraturamento hidráulico é um importante instrumento na busca do aumento da produção e das reservas de petróleo em todo o mundo. A produção de jazidas pode ser viabilizada comercialmente através da aplicação desta técnica, mesmo para situações inicialmente consideradas desfavoráveis.
O objetivo deste trabalho é apresentar uma avaliação experimental do comportamento da filtração de um fluido empregado regularmente em operações de fraturamento hidráulico. Os ensaios de filtração mais usuais são do tipo estático. Estes testes apresentam a desvantagem de não representar adequadamente o escoamento de uma fratura. Neste trabalho, um equipamento desenvolvido pelo centro de Pesquisa da Petrobras (Cenpes) para o estudo da invasão de fluidos nas rochas reservatório, pôde ser empregado para avaliar a filtração de um fluido de fraturamento, com a vantagem de permitir tanto a realização de testes dinâmicos como estáticos. Buscou-se ainda, repetir as mesmas condições normalmente verificadas durante uma operação comercial. O fluido utilizado foi uma solução aquosa de HPG na concentração de 3,6 kg/m3 (30lb/1000 gal), nas formas reticulada e linear.
Dois modelos baseados na teoria simplificada da filtração, foram utilizados para fazer a interpretação dos resultados dos ensaios. Um dos modelos representa melhor a filtração de fluido linear enquanto o outro se ajustou mais ao fluido reticulado.
Os resultados obtidos confirmam a maior eficiência do fluido reticulado na contenção da perda de fluido para a formação notadamente quando a permeabilidade da rocha é mais elevada. Destaca-se ainda que a eficiência tanto para o fluido linear como para o reticulado é menor em condição dinâmica do que em condição estática.

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Análise das operações de fraturamento hidráulico através do comportamento da pressão durante bombeio

PAULO DORE FERNANDES

Orientador: Prof. Kelsen Valente Serra

Data da defesa 12/11/1991

 

A Estimulação através de fraturamento hidráulico é uma técnica cada vez mais utilizada na indústria do petróleo e cujo custo, dependendo do poço, mostra-se como um fator substancial, motivo pelo qual a operação deve ser muito bem planejada.
O projeto de um fraturamento hidráulico é feito baseando-se na premissa de que a fratura criada na rocha reservatório é semelhante a um dos modelos clássicos de fratura, dos quais se conhece as equações de geometria e o comportamento de pressão. O modelo de fratura a ser escolhido para o dimensionamento do tratamento dependerá, basicamente, do conhecimento prévio do campo e da experiência acumulada através de outros fraturamentos ali realizados.
Este trabalho, descreve um método de análise da operação de fraturamento, a fim de que se possa verificar, após concluído o tratamento, se a fratura criada corresponde àquela prevista no projeto e investigar as causas de eventuais insucessos. O estudo foi conduzido de forma a detalhar a geometria e o comportamento de pressão dos modelos de fratura mais usados nos projetos de fraturamento. Foram deduzidas equações de cada modelo com e sem filtração, para fluidos newtronianos e power-law. Este trabalho não propõe uma nova metodologia de análise de operações de fraturamento mas, de forma detalhada, discute as limitações práticas de cada modelo e sua aplicação ao método de análise de pressão de tratamento proposto por K. G.
Note em alguns de seus artigos. Ao final do trabalho são apresentados alguns exemplos de aplicação do método de análise.

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Escoamento bifásico anular vertical ascendente: Inversão no sentido de fluxo do líquido

PAULO EDISON FURTADO GUIMARÃES

Orientador: Prof. Fernando de Almeida França

Data da defesa: 12/12/1991

 

Este trabalho estuda o processo de reversão de fluxo em um escoamento vertical anular e sua aplicabilidade à ocorrência de auto-amortecimento em poços produtores de gás natural. O fenômeno fo experimentado em laboratório utilizando ar e água com fluidos e o aparato foi validado através de ensaios de inundação. São apresentados resultados experimentais de reversão de fluxo com medições de pressões, vazões e frações de vazio médias na seção transversal. É proposto um modelo semi-analítico com base num filme de líquido pendurado numa tubulação por efeito do fluxo gasoso. O modelo apresenta bons resultados quando comparados com outros da literatura, específicos para auto-amortecimento de poços produtores de gás natural com líquidos.

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Análise crítica dos métodos de mudança de escala associados à simulação de reservatórios

PAULO SÉRGIO DA CRUZ

Orientador: Prof. Oswaldo Antunes Pedrosa Jr

Data da defesa 13/11/1991

 

Modernas técnicas de geoestatística permitem que se utilize uma grande quantidade de informações na modelagem dos reservatórios de petróleo. Porém, para respeitar a variabilidade das propriedades modeladas, a malha em que o reservatório é discretizado é composta por blocos pequenos demais para serem utilizados, de forma eficiente e econômica, diretamente nas simulações de fluxo necessárias aos estudos que são efetuados sobre o reservatório.
É preciso, portanto, que se faça uma mudança de escala dos valores atribuídos aos bloquinhos da malha geoestatística, calculando os valores equivalentes para os blocos de uma malha mais grosseira.
Neste trabalho são selecionados da literatura, explicados, comentados e comparados os principais métodos de mudança de escala das mais importantes propriedades necessárias à simulação de fluxo. Foram gerados e utilizados 3 modelos geológicos e geoestatísticos diferentes. A precisão e o desempenho dos métodos foram verificados através da comparação entre os resultados obtidos na simulação de fluxo com a malha fina e com a malha grosseira escalonada.
O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa, foram abordados os problemas de fluxo monofásico, onde as propriedades a escalonar são, basicamente, a porosidade e a permeabilidade absoluta, e se concluiu que o método analítico proposto por Le Loc´h (1990) fornece bons resultados.
Na Segunda etapa, foram selecionados 4 problemas físicos diferentes de fluxo multifásico e foram escalonadas, além das propriedades anteriores, as permeabilidades relativas e pressão capilar, através da construção de pseudofunções dinâmicas. Os resultados obtidos nos 12 casos (3 modelos geoestatísticos e 4 problemas físicos) mostraram que as pseudofunções devem sempre ser utilizadas, mas fornecem melhores resultados quando os efeitos de canalização do fluxo são mais discretos.

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Hidrodinâmica e transferência de calor no escoamento intermitente de reservatórios

RICARDO MARQUES DE TOLEDO CAMARGO

Orientador: Prof. Fernando de Almeida França
Co-Orientador: Prof. Antonio Carlos Bannwart

Data da defesa: 03/12/1991

 

Neste trabalho é desenvolvido um modelo para o cálculo do coeficiente médio de transferência de calor para uma mistura bifásica escoando em uma tubulação horizontal. O padrão de escoamento investigado é o intermitente, por ele ser muito comumente encontrado em oleodutos.
O modelo para a transferência de calor requer o conhecimento das características hidrodinâmicas do escoamento. Para a determinação de tais características, existem diversas propostas, baseadas na solução de balanços de massa e de quantidade de movimento em cada uma das regiões em que se subdivide uma unidade do escoamento intermitente. Neste trabalho, os principais modelos hidrodinâmicos conhecidos são comparados a fim de permitir a escolha do que apresenta os melhores resultados. Para o cálculo do coeficiente médio de transferência de calor, duas condições de contorno limites são analisadas: temperatura uniforme e fluxo de calor uniforme na parede interna da tubulação. Os resultados calculados através do modelo são comparados aos dados experimentais obtidos neste e em outro trabalhos publicados. Os desvios com relação aos valores experimentais, tanto para o coeficiente médio de transferência de calor, quanto para as características hidrodinâmicas do escoamento, ficaram na faixa de +- 30%, um resultado satisfatório considerando-se a aleatoriedade típica do padrão de escoamento intermitente.

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Efeitos transientes no projeto e análise de gás lift contínuo

SÉRGIO VASCONCELOS MARTINS

Orientador: Prof. Ibere Nascentes Alves

Data da defesa 04/12/1991

 

A descarga de um poço de petróleo por gas lift contínuo se desenvolve em condições de fluxo multifásico transiente, entretanto, os métodos de projeto disponíveis para a instalação do gas lift contínuo assumem escoamento em regime permanente desde a partida até a estabilização do poço. Utilizando um simulador computacional existente, que tem por base a equação da conservação da quantidade de movimento para a mistura e a equação da conservação da massa para as fases, este trabalho avalia os efeitos transientes do fluxo multifásico quando se tem espaçamento e regulagem de válvulas na coluna de produção obedecendo a um projeto convencional. Um método de projeto convencional é detalhado em seguida três poços hipotéticos, primeiro dimensionados conforme o método descrito e depois tendo apenas duas válvulas na coluna, são submetidos ao simulador e os resultados confrontados e analisados sob o ponto de vista transiente. Especial ênfase é dada ao tempo total decorrido e volume de gás de injeção consumido durante a descarga. Paralelamente, se conduz uma análise de sensibilidade de alguns parâmetros do poço (pressão estática de reservatório, Pe; pressão de fluxo na superfície, Pcab; pressão disponível de gás de injeção, Pko; abertura do cloke; grau API do óleo; oAPI; índice de produtividade, IP e razão gás/óleo da formação, RGOF) envolvidos na descarga.

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Estudo experimental e modelagem da xlassificação na aeparação aólido-líquido não-newtoniano em centrífuga decantadora industrial

WEIMAR LÁZARO

Orientador: Prof. Cesar Costapinto Santana

Data da defesa 19/11/1991

 

Através de revisão bibliográfica, procurou-se conhecer o exato funcionamento de uma centrífuga decantadora de rotor sólido valendo-se de observações de outros experimentadores. Por intermédio deste estudo, percebeu-se a insuficiência de trabalhos contemplando uma classe tecnologicamente importante de fluidos classificados como não-Newtoniano. Buscando aprofundar o conhecimento acerca deste equipamento, o presente trabalho aborda o aspecto da modelagem do processo de clarificação, partindo do estudo básico de uma formulação apropriada para a velocidade de sedimentação de partículas em ampla faixa de números de Reynolds e que independe de modelos reológicos pré-estabelecidos. Para facilitar o trabalho computacional, no entanto, foram escolhidos dois modelos reológicos para descrição do comportamento dos fluidos: o "Power Law" de Ostwald de Waele e o de Herschel-Bulkley.
Através de dados experimentais próprios, obtidos a partir de uma centrífuga industrial, simulando condições diversas pela variação de parâmetros operacionais, algumas premissas de modelos encontráveis na literatura foram averiguadas, servindo de subsídio à formulação de novo modelo.
A metodologia empregada para avaliação de parâmetros de interesse na verificação da eficiência do equipamento pode ser estendida para outros separadores sólido-líquido do sistema extrator de uma sonda de perfuração.

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VEJA TAMBÉM

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Centro de Estudos de Petróleo - Unicamp - 2012