[pt] Um sistema de produção e escoamento de petróleo, quando equipado com manifold submarino, viabiliza a produção conjunta de poços de diferentes capacidades de produção. O equilíbrio conseguido na produção desses poços se faz à custa do estrangulamento (choking) dos poços de mais alta capacidade de produção, de forma a propiciar um equilíbrio com aqueles de mais baixa capacidade de produção. Naturalmente as vazões atingidas nessa forma sinérgica são menores do que aquelas que seriam atingidas com a produção em separado desses poços mas, tais menores vazões são economicamente mais atraentes devido às economias atingidas nos custos de investimento (e.g., redução do comprimento total de linhas de produção e do número de risers) e das esperadas e normalmente ocorrentes reduções de custo operacional nesses sistemas. Entretanto, a partir da disponibilidade da tecnologia de bombeamento multifásico submarino, na qual se torna possível diretamente transferir energia à misturas multifásicas (óleo, gás e água) em produção, viabiliza-se o estabelecimento de um novo e mais atraente tipo de equilíbrio nesses sistemas. Tal novo equilíbrio, possível pelo uso de sistemas de bombeamento multifásico instalados em manifold submarinos de produção, deve propiciar níveis de produção governados inclusive pelos limites impostos pela engenharia de reservatórios e não mais tão somente pelas características físicas dos sistemas (seções de escoamento, distâncias, lâminas d`água, propriedades dos fluidos etc.). A esta forma inédita de obtenção de um novo e mais alto patamar de equilíbrio da produção, a literatura vem utilizando a denominação Estrangulamento Positivo (Positive Choking). Assim, baseados no aumento das vazões de produção - antecipação de produção - e no potencial aumento dos fatores de recuperação - maiores volumes produzidos - acredita-se ser tal técnica economicamente atraente quando aplicada em sistemas de produção ainda em implementação, ou mesmo, na implantação da mesma em sistemas já instalados. O propósito desta tese é o de contribuir na análise técnica e econômica da inédita aplicação de um sistema de bombeamento multifásico submarino num sistema de produção equipado com manifold. / [en] A subsea oil production system allows simultaneous production of several wells with different flow rates when the system has a subsea manifold. In order to balance the different flow rates, the higher production wells have their flow rates reduced via a choking system. As a result, the total flow is lower than the summmation of all individual well flow rates. But, this combined and lower production has a very attractive economics, as it requires lower capital expenditures, mainly due to the shorter overall length of flowlines and lower number of risers and, also due to the expected lower operational costs. Nowadays, however, with the availabity of the technology of subsea multiphase pumping system, which enables the transfer of energy to multiphase mixtures (oil, gas and water) under production, becomes possible to achieve an even higher and more attractive plateau in these petroleum production systems. This new equilibrium plateau, made possible by the technology of subsea multiphase pumping, will lead to production levels that will attempt to take benefit of all reservoir allowance and then extending the primary production limit imposed by the production system characteris tics (e.g., flowline length, water depth, produced fluid properties etc.). This novel scheme that allows obtaining a now and higher production level is being called in the literature as Positive Choking. Therefore, based on the resultant aspects of production flow rate increase - production anticipation - and on the potentially higher recovery factors - larger produced volumes - is what drives the belief that such technology can be economically attractive to new production systems being installed or even in those already in operation. The purpose of this work is to contribute in the technical and economical evaluation of Multiphase Pumping System application on a subsea production system equipped with a manifold.

[pt] A água de um aquífero não é totalmente pura, ela contém substâncias constituintes dissolvidas como sulfatos e cloretos, líquidos e constituintes orgânicos, inorgânicos dissolvidos e patógenos. É importante a remediação da água contaminada com o controle ou remoção da fonte de contaminação, evitando a contínua propagação do poluente no aquífero. A captura da pluma de contaminação pode ser realizada com poços de bombeamento, formando zonas de captura, impedindo sua propagação para áreas limpas e removendo o poluente. Esta extração deve ser com o menor volume de água possível pois esta deverá ser descontaminada e utilizada ou descartada. Tendo esta direção de pesquisa, este trabalho baseia-se no desenvolvimento de um software, que possa simular o fluxo de água em um aquífero confinado e a formação de zonas de captura para a extração de poluentes por poços; na investigação de diferentes operações de bombeamento minimizando as zonas de estagnação. O software desenvolvido utiliza elementos finitos 2d; variação no tempo das condições de fluxo monofásico; obtém a solução no tempo pelo método da integração temporal. Os estudos numéricos consideraram o aquífero homogêneo ou heterogêneo e isotrópico, e o fluxo de água segue a lei de Darcy. Foram analisadas zonas de captura sob diferentes condições hidrogeológicas; com poços em diferentes posições, com diferentes vazões e com bombeamento constante e; a utilização de poços de injeção reinjetando água extraída. Foi constatado que a modelagem numérica é importante na avaliação de estratégias de bombeamento. / [en] The aquifer water is not totally pure, it contains dissolved constituents from natural solids sources such as sulfates and chlorides. Also, there are organic liquids, organic and inorganic constituents dissolved or pathogens from an anthropogenic source. It is important the contaminated water remediation with the control or removal of the source of contamination, avoiding the continuous propagation of the contamination plume in the aquifer and the reduction of contaminant concentration levels. Control and capture of the contamination plume can be done by pumping wells positioned at the edge of the plume, forming the capture zones to prevent the plume propagation to the not contaminated areas and to remove the pollutant from the aquifer. This extraction should be with a few water volumes, as this should be decontaminated and used or discarded. With this research direction, this work is based on the development of a software to simulate the water flow in a confined aquifer and the formation of the capture zone by pumping wells. Also, it is based on the investigation of different pumping operation features to maximize the contaminant extraction with the minimizing of the withdrawn water volume. The developed software uses bi and three-dimensional finite elements; time variation of monophasic flow conditions; obtains the solution in time by the method of direct temporal integration. The numerical studies considered homogeneous or heterogeneous and isotropic aquifer, and the groundwater flow follows Darcy s law. The formation of the capture zone under different hydrogeological conditions was analyzed; also, with pupping wells in different positions, with different flows conditions and with constant pumping and; the use of injection wells reinjecting extracted water. It was verified that the numerical modeling is important to the evaluation of pumping strategies that provide the greatest removal of solute mass with the lowest water volume extraction.