[pt] Operações booleanas em modelagem 3D são usadas para criar novos modelos ou para modificá-los. Na maioria dos tipos de representação de objetos 3D, estas operações são bastante complexas. Nos últimos anos tem sido muito explorado um novo tipo de modelagem, a modelagem por pontos, que apresenta muitas vantagens em relação às outras representações como maior simplicidade e eficiência. Dois trabalhos exploram as operações booleanas na modelagem por pontos, o trabalho de Adams e Dutré e o trabalho de Pauly et. al. Dada a grande importância deste novo tipo de modelagem e do uso de operações booleanas, esta dissertação apresenta uma introdução à modelagem por pontos, implementa o algoritmo proposto em Adams e Dutré com algumas melhorias e o compara com o método de Pauly et. al. / [en] Boolean operations are used to create or modify models. These operations in the majority of 3D object representations are very complex. In the last years a significant trend in computer graphics has been the shift towards point sampled 3D models due to their advantages over other representations, such as simplicity and efficiency. Two recent works present algorithms to perform interactive boolean operations on point-based models: the work by Adams and Dutré and the work by Pauly et. Al.. Due to great importance of this novel representation and of the use of boolean operations, the present work makes an introduction to point-based representation, implements the algorithm proposed by Adams and Dutré with some improvements, and compares this implementation with the work by Pauly et. al..

[pt] O tempo não produtivo (NPT) durante a perfuração de poços de petróleo pode ser responsável pela perda de milhões de dólares em atividades offshore. A má previsão da pressão de poros pode ser uma das responsáveis pelo NPT de um poço ou mesmo sua perda definitiva em campos geologicamente complexos, como em bacias evaporíticas. Nesses campos complexos, os métodos de previsão de pressão de poros convencionais nem sempre são capazes de prever bem a distribuição de pressão de poros, mesmo após a perfuração de número considerável de poços. Este trabalho estuda técnicas alternativas que atendam ao problema de previsão de pressão para esses casos. Para fundamentar os estudos, é apresentada uma revisão sobre os riscos associados à perfuração em bacias evaporíticas e sobre os métodos de previsão de pressão existentes (métodos convencionais, sísmicos, modelagem geológica geomecânica 3D, modelagem pelo método dos elementos finitos e modelagem de bacias). Avaliando os problemas de perfuração nestes campos e as dificuldades de previsão dos métodos convencionais, nota-se que a complexidade imposta pelas consequências da presença do sal pode ser reduzida pelo uso de métodos que considerem a geologia local de forma mais abrangente em seu fluxo de trabalho. Concluiu-se que a modelagem de bacias e a modelagem geológica geomecânica 3D têm forte potencial de aplicação para estes casos. As técnicas, contudo, não tem a previsão de pressão de poros por objetivo principal, mas podem ser aplicadas ou adaptadas para tal fim. Este estudo apresenta adaptações de metodologia e/ou aplicações direcionadas de ambas para fins de previsão de pressão de poros. Para validar as propostas apresentadas, estudos de caso foram desenvolvidos e apresentaram resultados considerados bastante satisfatórios. / [en] The non-productive time (NPT) while drilling oil and gas wells may be responsible for losing millions of dollars, especially in offshore activities. Bad pore pressure predictions may be responsible for large NPT or even the definitive loss of well in geologically complex fields, such as evaporate basins. On these complex fields, the conventional pore pressure prediction methods sometimes are not capable of providing good predictions, even if a considerable number of wells has been already drilled. This thesis studies alternative techniques which may attend for pore pressure prediction in these cases. In order to develop a consistent knowledge about the case, a literature review has been conducted in two ways: to understand what are the risks associated to drilling in evaporate basins; to review what are the available methods for pore pressure prediction (conventional methods, seismic methods, 3D geological and geomechanical modeling, finite element methods and basin modeling). During analyzing geomechanical drilling risks in these sites, and the difficulties found by conventional methods to predict it, it was noted that the complexity imposed by the presence of salt bodies can be reduced by using methods that make a strong use of geological knowledge on their workflow. It has been concluded that basin modeling and 3D geological and geomechanical modeling have a good potential to be applied for this goal. The techniques, nevertheless, do not have pore pressure prediction as their main goal, but can be applied to or adapted for such finality. This work presents some methodology adaptations and/or applications of both of techniques directed to pore pressure prediction goals. In order to validate the presented proposals, case studies has been developed, and their results were considered satisfactory.

[pt] Desenvolveu-se estudo teórico e numérico para simular o comportamento tensão-deformação de solos e rochas. Procurou-se estabelecer modelagem constitutiva apta a representar as peculiaridades inerentes ao comportamento destes materiais sob grandes deformações e degradação da estrutura. Dentro do contexto geotécnico brasileiro, o objetivo da pesquisa foi, também, investigar uma nova abordagem constitutiva para modelar o comportamento de solos moles, solos residuais e rochas sedimentares. O trabalho está dividido nos seguintes tópicos: revisão bibliográfica; estudo de medidas de deformações e taxas objetivas de tensões; definição e desenvolvimento dos modelos constitutivos a serem testados; definição dos algoritmos de retorno para integração das equações constitutivas; implementação em elementos finitos; simulação do comportamento observado em ensaios de laboratório. Os resultados da pesquisa indicam que o comportamento viscoso da argila mole do Sarapuí pode ser reproduzido corretamente adotando-se modelo constitutivo viscoplástico. A abordagem de solo estruturado está condizente com o comportamento do arenito de Vila Velha. Por fim, para modelar o comportamento de solos residuais dentro de um novo quadro constitutivo, foi proposta uma separação das deformações irreversíveis. / [en] A theoretical and numerical study was developed to simulate the stressstrain behavior of soils and rocks, formulating constitutive models able to catch the peculiarities inherent to the behavior of these materials under large strains and structure degradation. Within the Brazilian geotechnical context, the objective of the research was also to investigate constitutive approaches to model the behavior of soft soils, residual soils and sedimentary rocks. The work is divided into the following topics: literature review; study of strain measurements and objective stress rates; definition and development of the constitutive models to be tested; definition of the return mapping algorithms for integrating the constitutive equations; finite element implementation; and simulation of the behavior observed in laboratory tests. Results indicate that the viscous behavior of the Sarapuí soft clay can be correctly reproduced by adopting a viscoplastic constitutive model. The structured soil approach appears to be consistent with the behavior of Vila Velha sandstone. Finally, a decomposition of irreversible strains was proposed to model the behavior of residual soils within a novel constitutive framework.

[pt] A formação e o acúmulo de condensado em reservatórios de gás retrógrado, especialmente na vizinhança de poços de produção, obstruem parcialmente o fluxo de gás e afetam negativamente a composição dos fluidos produzidos. Entretanto, a previsão de bloqueio por condensado é comumente imprecisa, visto que experimentos raramente reproduzem as condições extremas e composições complexas dos fluidos dos reservatórios, enquanto a maioria dos modelos em escala de poros simplificam demasiadamente os fenômenos físicos associados à transição de fases entre gás e condensado. Para corrigir essa lacuna, um modelo de rede de poros isotérmico composicional e totalmente implícito é apresentado. As redes de poros propostas consistem em estruturas tridimensionais de capilares constritos circulares. Modos de condensação e padrões de escoamento são atrubuídos aos capilares de acordo com a molhabilidade do meio, as saturações locais e a influência de forças viscosas e capilares. Nos nós da rede, pressão e conteúdo molar são determinados através da solução acoplada de equações de balanço molar e consistênc ia de volumes. Concomitantemente, um cálculo de flash à pressão e à temperatura constantes, baseado na equação de estado de Peng e Robinson, é realizado em cada nó, atualizando as saturações e composições das fases. Para a validação do modelo proposto, análises de escoamento foram executadas baseadas em experimentos de escoamento em testemunho reportados na literatura, usando composição dos fluidos e condições de escoamento correspondentes, e geometria do meio poroso aproximada. Curvas de permeabilidade relativa medidas nos experimentos e previstas pelo modelo mostraram boa concordância quantitativa, para dois valores de tensão interfacial e três valores de velocidade de escoamento de gás. Após a validação, o modelo foi usado para avaliar alteração de molhabilidade e injeção de gás como possíveis métodos de recuperação avançada para reservatórios de gás retrógrado. Os resultados exibiram tendências similares àquelas observadas em experimentos de escoamento em testemunhos, e condições ótimas para melhoramento do escoamento foram identificadas. / [en] Liquid dropout and accumulation in gas-condensate reservoirs, especially in the near wellbore region, hinder gas flow and affect negatively the produced fluid composition. Yet, condensate banking forecasting is commonly inaccurate, as experiments seldom reproduce reservoir extreme conditions and complex fluid composition, while most pore-scale models oversimplify the physical phenomena associated with phase transitions between gas and condensate. To address this gap, a fully implicit isothermal compositional pore-network model for gas and condensate flow is presented. The proposed pore-networks consist of 3D structures of constricted circular capillaries. Condensation modes and flow patterns are attributed to the capillaries according to the medium s wettability, local saturations and influence of viscous and capillary forces. At the network nodes, pressure and molar contents are determined via the coupled solution of molar balance and volume consistency equations. Concomitantly, a PT-flash based on the Peng-Robinson equation of state is performed for each node, updating the local phases saturations and compositions. For the proposed model validation, flow analyses were carried out based on coreflooding experiments reported in the literature, with matching fluid composition and flow conditions, and approximated pore-space geometry. Predicted and measured relative permeability curves showed good quantitative agreement, for two values of interfacial tension and three values of gas flow velocity. Following the validation, the model was used to evaluate wettability alteration and gas injection as prospect enhanced recovery methods for gas-condensate reservoirs. Results exhibited similar trends observed in coreflooding experiments and conditions for optimal flow enhancement were identified.

[pt] As falhas geológicas são estruturas tipicamente interpretadas em duas dimensões, como superfícies, nos dados sísmicos e da mesma maneira são representadas em modelos geológicos de reservatórios de petróleo. Entretanto, as falhas são zonas tridimensionalmente complexas que representam regiões de fraquezas que concentram fraturas e rochas altamente e heterogeneamente deformadas. Portanto, a representação adequada destas zonas é importante para o gerenciamento e avaliação econômica de um campo de petróleo, com impacto nas áreas de perfuração, completação e locação de poços, estratégias para aumento de fator de recuperação e até na estimativa da reserva recuperável. Devido a grande importância dos reservatórios carbonáticos fraturados, mais de 60 por cento das reservas provadas de óleo e 40 por cento das reservas de gás no mundo [1] estão presentes nesses reservatórios, o trabalho proposto tem como objetivo a modelagem geológica estrutural de uma falha em rochas carbonáticas do reservatório de Gawar da Arábia Saudita a partir de parâmetros de deformabilidade obtidos por Ameen et al. [2]. O trabalho também aborda os impactos da resolução espacial dos dados sísmicos na intepretação destas estruturas, através da simulação da imagem sísmica da falha. Os resultados mostram que o método de elemento discreto é uma ferramenta adequada para modelagem realística de falhas geológicas, entretanto, alguns modelos obtiveram resultados não realísticos devido à dificuldade da manutenção da tensão confinante durante a produção da falha. Os estudos mostraram que apesar da interpretação volumétrica destas estruturas através das metodologias de interpretação baseadas em atributos sísmicos serem possíveis, existe uma considerável limitação devido a resolução espacial e na dificuldade dos algoritmos em formar a imagem sísmica da zona de falha, onde há contraste lateral de propriedades acústicas. / [en] Faults are structures typically interpreted in two dimensions, such assurfaces, in seismic data and are similarly represented in geological models of oil reservoirs. However, faults are three-dimensionally complex zones that represent regions of weakness that concentrate fractures and highly heterogeneously deformed rocks. Therefore, the adequate representation of these zonesis important for the management and economic evaluation of an oil field, withan impact on the areas of drilling, completion and location of wells, strategies for increasing the recovery factor and even on estimating the recoverable reserve. Due to the great importance of fractured carbonate reservoirs, more than 60 percent of the proven oil reserves and 40 percent of the gas reserves in the world[1] are present in these reservoirs, the proposed work aims at the geomechanical modeling of a geological fault in carbonate rocks of Saudi Arabia s Gawar reservoir from deformability parameters obtained by Ameen et al. [2]. The work also addresses the impacts of the spatial resolution of seismic data on the interpretation of these structures, through the simulation of the fault seismic image. The results show that the discrete element method is an adequate tool for realistic modeling of geological faults, however, some models obtained unrealistic results due to the difficulty of maintaining the confining stress during fault production. The studies showed that although the volumetric interpretation of these structures through interpretation methodologies based on seismic attributes are possible, there is a considerable limitation due to the spatial resolution and the inadequacy of the seismic data to adequately deal with the lateral contrast of acoustic properties present in areas close to the damage zones.

[pt] A sísmica é uma importante ferramenta utilizada no processo de exploração de petróleo e gás natural. A partir dos estudos sísmicos é possível obter informações referentes a probabilidade de encontrar situações favoráveis a acumulação de hidrocarbonetos. O presente trabalho visa integrar os dados adquiridos através deste método geofísico a um modelo de simulação de canais baseados em esqueletos em um ambiente deposicional turbidítico, e também apresentar a modelagem de tais canais condicionados a localização de um poço. / [en] The use of seismic data is an important tool in oil and gas research. It can show us the probability of having a high concentration of hydrocarbon in a possible reservoir. This work intends to condition skeleton-based modeling of channels reservoir in a turbidite system to seismic data. We also present such modeling process constraint by a well previously defined.

[pt] Sistemas de informação, desenvolvidos para diversos setores econômicos, necessitam com maior freqüência capacidade de rastreabilidade dos dados. Para habilitar tal capacidade, é necessário modelar a proveniência dos dados. Proveniência permite testar conformidade com a legislação, repetição de experimentos, controle de qualidade, entre outros. Habilita também a identificação de agentes (pessoas, organizações ou agentes de software) e pode ser utilizada para estabelecer níveis de confiança para as transformações dos dados. Esta dissertação propõe um modelo genérico de proveniência criado com base no alinhamento de recortes de ontologias de alto nível, padrões internacionais e propostas de padrões que tratam direta ou indiretamente de conceitos relacionados à proveniência. As contribuições da dissertação são portanto em duas direções: um modelo conceitual para proveniência - bem fundamentado - e a aplicação da estratégia de projeto conceitual baseada em alinhamento de ontologias. / [en] Information systems, developed for several economic segments, increasingly demand data traceability functionality. To endow information systems with such capacity, we depend on data provenance modeling. Provenance enables legal compliance, experiment validation, and quality control, among others . Provenance also helps identifying participants (determinants or immanents) like people, organizations, software agents among others, as well as their association with activities, events or processes. It can also be used to establish levels of trust for data transformations. This dissertation proposes a generic conceptual model for provenance, designed by aligning fragments of upper ontologies, international standards and broadly recognized projects. The contributions are in two directions: a provenance conceptual model - extensively documented - that facilitates interoperability and the application of a design methodology based on ontology alignment.

[pt] Para uma empresa como a Petrobras o transporte marítimo tem grande importância nas suas operações logísticas de suprimento dos mercados nacional e internacional. As informações geradas por esse modal são utilizadas na coordenação do planejamento e o controle das operações, por isso a necessidade de garantir a sua qualidade. Esse trabalho apresenta uma aplicação prática dos conceitos da Engenharia de Processos e do Processo de Pensamento da Teoria das Restrições através de um estudo de caso cujo foco é o fluxo de informações no transporte marítimo. O objetivo é apresentar O quê mudar, Para o quê mudar e Como mudar a realidade desta empresa e melhorar o desempenho de seus processos. / [en] For a company like Petrobras, the marine transportation has a great importance in its supply logistic operations for national and international markets. The information generated for this modal are used in the planning coordination and the control operations, so that, there is the necessity of guarantee its quality. The work presents a practical application of the concepts of Processes Engineering and the Theory of Constrains Thinking Process through a case study with focus on information flow of the maritime transport. The objective is present what to change, what t change to and how to change the reality of this company and to improve the its processes performance.

[pt] O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo neural para a inferência da qualidade do polietileno de baixa densidade (PEBD) a partir dos valores das variáveis de processo do sistema reacional. Para tal, fez- se uso de dados operacionais de uma empresa petroquímica, cujo pré-processamento incluiu a seleção de variáveis, limpeza e normalização dos dados selecionados e preparação dos padrões. A capacidade de inferência do modelo neural desenvolvido neste estudo foi comparada com a de dois modelos fenomenológicos existentes. Para tal, utilizou-se como medida de desempenho o valor do erro médio absoluto percentual dos modelos, tendo como referência valores experimentais do índice de fluidez. Neste contexto, o modelo neural apresentou-se como uma eficiente ferramenta de modelagem da qualidade do sistema reacional de produção do PEBD. / [en] This work comprises the development of a neural network- based model for quality inference of low density polyethylene (LDPE). Plant data corresponding to the process variables of a petrochemical company`s LDPE reactor were used for model development. The data were preprocessed in the following manner: first, the most relevant process variables were selected, then data were conditioned and normalized. The neural network- based model was able to accurately predict the value of the polymer melt index as a function of the process variables. This model`s performance was compared with that of two mechanistic models developed from first principles. The comparison was made through the models` mean absolute percentage error, which was calculated with respect to experimental values of the melt index. The results obtained confirm the neural network model`s ability to infer values of quality-related measurements of the LDPE reactor.

[pt] A detecção da fluorescência de corantes poteciométricos aplicados em tecidos excitáveis vem sendo utilizada não somente para a realização de estudos da propagação da frente de onda da excitação elétrica tecidual, como também na análise dos diferentes parâmetros eletrofisiológicos caracterizados pela morfologia do potencial de ação óptico. Apesar dos avanços no desenvolvimento de sistemas de detecção, o compromisso entre taxa de amostragem temporal, sensibilidade, resolução espacial e campo de visão na técnica de mapeamento óptico frequentemente acarreta um potencial de ação medido experimentalmente que não corresponde à resposta elétrica de uma única célula, mas à soma da atividade elétrica de várias células adjacentes. Consequentemente, a análise e interpretação de estudos quantitativos de parâmetros eletrofisiológicos da ativação elétrica tecidual, comparando o potencial de ação óptico com o potencial de ação de uma única célula, como o obtido por medição intracelular utilizando microeletrodo, podem ser afetadas pelo efeito de integração espacial do detector óptico. Adicionalmente, o potencial de ação óptico e a visualização da propagação da atividade elétrica podem ser distorcidos por mapas ópticos cuja resolução temporal da aquisição seja inadequada. Neste trabalho, por meio de simulações matemáticas, mapeamento óptico e processamento de sinais, foram estudados os impactos na configuração do potencial de ação óptico associados à resolução espacial e temporal utilizada na detecção da fluorescência em resposta à ativação elétrica tecidual em corações isolados. / [en] Fluorescence studies using potentiometric dyes to optically measure the action potential of cardiac cells constitute an important tool to better understand the electrophysiology of the heart. However, in many experimental setups, the finite sensing area of optical detectors cannot be neglected. As a consequence, the detected fluorescence signal may effectively correspond to the sum of the electrical activity of a group of adjacent cells, and variations observed in the fluorescence signal may be strongly influenced by the spatial resolution of the optical instrumentation employed in the experiment. In addition, the optical action potential and the visualization of its propagation may be distorted by inadequate temporal resolution when recording optical maps. In this work, we present simulated and experimental studies demonstrating the effects of both temporal and spatial resolutions of the fluorescence detection system on electrophysiological parameter estimates obtained from optical action potential recordings. The analysis of the influence of the spatial and temporal resolutions of the optical fluorescence mapping detection system on the optical action potential morphology were performed by means of experimental optical mapping recordings, action potential simulations, and digital processing of the simulated and experimental signals.