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[pt] MODELO NUMÉRICO SEMI-ANALÍTICO PARA A PROPAGAÇÃO DE ONDAS ACÚSTICAS GUIADAS EM TUBULARES EXCÊNTRICOS COM APLICAÇÕES NA PERFILAGEM DE POÇOS DE PETRÓLEO / [en] SEMI-ANALYTICAL NUMERICAL MODEL FOR THE PROPAGATION OF GUIDED ACOUSTIC WAVES IN ECCENTRIC TUBULARS WITH APPLICATIONS IN WELL LOGGINGLUIS PAULO BRASIL DE SOUZA 16 December 2024 (has links)
[pt] Com o aumento das campanhas de tamponamento e abandono de
poços de petróleo maduros pelo mundo, vários centros de pesquisa têm
investido em ferramentas de inspeções acústicas e técnicas mais robustas
para analisar a integridade do poço de petróleo através do tubo de produção. As análises através do tubo de produção proporcionam uma economia significativa na etapa de abandono, porém as análises são complexas
devido à baixa energia recebida e por eventuais excentricidades. O objetivo deste trabalho é analisar as características dos defeitos aplicados na
camada de revestimento de cimento de um poço de petróleo com e sem
excentricidade do tubo de produção, através de curvas de dispersão e por
curvas de coerência de tempo-vagarosidade; e comparar estas curvas com
os dados obtidos por simulações pelos métodos de elementos finitos, semi-analíticos e experimentos realizados em escala. Os experimentos realizados
incluíram os defeitos mais comuns encontrados, como canalização de fluido na camada de cimento, excentricidade do tubo de produção e baixa
impedância de cimento. Os modelos semi-analíticos quando comparados
com o método dos elementos finitos apresentaram boa coerência e menor
custo computacional. Os experimentos foram realizados em uma bancada
experimental dedicada, instrumentada e controlada por um complexo sistema de controle e aquisição de sinais. Para todos os casos com o tubo de
produção, notou-se um menor número de modos de onda e menor amplitude de sinal em comparação aos casos sem o tubo de produção. Os
resultados do método de tempo e coerência lenta mostraram-se ineficazes
na análise de defeitos. Concluiu-se que o método semi-analítico, validado
através de diversos modelos analíticos, simulações utilizando o método dos
elementos finitos e com diversos experimentos, é uma ferramenta valiosa
na análise de defeitos e na verificação da variação dos modos de onda com
a excentricidade aplicada. / [en] With the increase in plugging and abandonment campaigns for mature oil wells around the world, several research centers have invested inacoustic inspection tools and more robust techniques to analyze the integrity of the oil well through the production tubing. Analyzes through theproduction tubing provide significant savings in the abandonment stage,however their analysis is complex due to the low energy received and possible eccentricities. The objective of this work is to analyze the characteristicsof defects applied to the cement casing layer of an oil well with and withoutproduction tubing eccentricity, through dispersion curves and slowness-time coherence curves; and compare these curves with data obtained bysimulations using finite element methods, semi-analytical methods and experiments carried out at scale. The experiments carried out included themost common defects found, such as fluid channeling in the cement layer,eccentricity of the production tubing and low cement impedance. The semi-analytical models when compared with the finite element method showedgood coherence. For all cases with the production tubing, a smaller numberof wave modes and lower signal amplitude were noted compared to caseswithout the production tube. The results of the slowness-time coherencemethod proved to be ineffective in defect analysis. It was concluded thatthe semi-analytical method, validated through several analytical models,simulations using the finite element method and with several experiments,is a valuable tool in analyzing defects and verifying the variation of wavemodes with the applied eccentricity.
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