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[en] CORRELATIONS TO ESTIMATE THE DAMAGE ZONE WIDTH OF GEOLOGICAL FAULTS USING NUMERICAL MODELING: CASE STUDY OF PRE-SALT CARBONATES, SANTOS BASIN / [pt] CORRELAÇÕES PARA ESTIMATIVA DE ESPESSURA DE ZONA DE DANO EM FALHAS GEOLÓGICAS UTILIZANDO MODELAGEM NUMÉRICA: CASO DE ESTUDO EM CARBONATOS PRÉ-SAL DA BACIA DE SANTOSALEXANDRE SCUSSEL ZANATTA 11 April 2024 (has links)
[pt] A caracterização das zonas de dano no entorno das falhas geológicas é
importante para a indústria de óleo e gás pois as estruturas geológicas presentes
podem afetar tanto os processos de fluxo nos reservatórios quanto o comportamento
geomecânico dos campos. Como aproximação inicial, a espessura das zonas de
dano tem sido correlacionada diretamente com os rejeitos de falha. No entanto, a
dispersão dos dados levantados em campo indica que outras variáveis, além do
rejeito, também podem afetar à espessura da zona de dano, particularmente em
rochas carbonáticas. Neste sentido, o objetivo desta dissertação é a avaliação do
impacto das propriedades geomecânicas dos carbonatos na previsão da espessura
da zona de dano em falhas geológicas dos campos do pré-sal Brasileiro. Em função
das incertezas na definição das propriedades geomecânicas, estas foram inferidas a
partir de correlações empíricas que foram estabelecidas com a porosidade. Em
seguida, fazendo uso de modelagem numérica, se realizou um planejamento de
experimentos, obtendo-se a espessura da zona de dano a partir de diferentes
combinações de parâmetros geomecânicos. Logo, empregando o método da
superfície de resposta, foram definidos modelos de regressão que preveem a
espessura da zona de dano a partir do rejeito e da porosidade das rochas carbonáticas
avaliadas. Os resultados indicam que os modelos de regressão propostos permitem
estimar espessuras de zonas de dano consistentes com as observações em campo, e,
portanto, podem ser utilizadas para uma caracterização preliminar das zonas de
dano nos processos exploratórios da indústria de óleo e gás. / [en] The characterization of damage zones surrounding geological faults is
important for the oil and gas industry, as the geological structures present can affect
both the fluid flow in reservoirs and the geomechanical behavior of fields. As an
initial approximation, the width of damage zones has been directly correlated with
fault throw. However, the dispersion of data collected in the field indicates that
other variables, besides fault throw, can also affect the width of the damage zone,
particularly in carbonate rocks. In this sense, the objective of this dissertation is to
evaluate the impact of geomechanical properties of carbonates on the prediction of
the thickness of the damage zone in geological faults in the Brazilian pre-salt fields.
Due to uncertainties in defining geomechanical properties, they were inferred from
empirical correlations that were established with porosity. Then, using numerical
modeling, a design of experiments was carried out, obtaining the width of the
damage zone from different combinations of geomechanical parameters. Next,
employing the response surface method, regression models were defined that
predict the width of the damage zone from fault throw and porosity of the evaluated
carbonate rocks. The results indicate that the proposed regression models allow for
the estimation of damage zone widths consistent with field observations and
therefore can be used for preliminary characterization of damage zones in
exploration processes in the oil and gas industry.
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[pt] AVALIAÇÃO NUMÉRICA DE ZONAS DE CAPTURA DE CONTAMINANTES POR POÇOS EM AQUÍFERO CONFINADO / [en] NUMERICAL EVALUATION OF CONTAMINANT CAPTURE ZONES BY WELLS IN CONFINED AQUIFERARAKEN DUMONT RAMOS LIMA 08 July 2024 (has links)
[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.
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[en] ENRICHED FINITE ELEMENTS FOR BUCKLING AND VIBRATION OF SHELLS / [pt] ELEMENTOS FINITOS ENRIQUECIDOS PARA FLAMBAGEM E VIBRAÇÃO DE PLACASAMANDA JAREK 24 August 2007 (has links)
[pt] O presente trabalho avalia a utilização de elementos
enriquecidos para obtenção de cargas críticas, freqüências
de vibração e seus respectivos modos de
peças estruturais bidimensionais (flexão de placas
retangulares sujeitas a compressão em seu plano). O método
de aproximação empregado foi o de Rayleigh-Ritz
voltado para o uso de elementos finitos convencionais
enriquecidos com funções
de deslocamentos adicionais internas e de contorno. As
funções ditas internas são
desenvolvidas de forma a não envolver deslocamentos e
rotações nodais e no contorno. Já as funções ditas de
contorno são concebidas de forma a envolver apenas
deslocamentos internos e ao longo de um lado apenas, sem
deslocamentos generalizados nodais. Para este estudo foram
desenvolvidas duas famílias de funções,
uma com termos adicionais trigonométricos e outra com
termos adicionais polinomiais. Para o cálculo de cargas
críticas e freqüências são utilizadas as matrizes
de rigidez elástica, rigidez geométrica e de massa,
introduzidas em problemas
generalizados de autovalores. Resultados numéricos são
obtidos através de procedimentos computacionais utilizando
o software Maple. Verifica-se que as funções
adicionais trigonométricas, embora mais satisfatórias que
as polinomiais quanto à
convergência, exigem maior esforço computacional. São
comparados resultados de
elementos para placas esbeltas (teoria de Kirchhoff), com
três e quatro graus de
liberdade por nó, onde o quarto grau de liberdade
corresponde à derivada mista
(torção). Mostra-se que as funções adicionais, não-nodais,
requerem o uso do elemento com quatro graus de liberdade
por nó, para se ter convergência no cálculo
das cargas críticas e freqüências em situações gerais.
Outros exemplos abordam
preliminarmente a inclusão de efeitos de dano e ortotropia
no material, visando
a modelagem de lajes comprimidas e pilares com seções
retangulares alongadas.
Esta modelagem envolvendo combinação de funções adicionais
gerais e elementos
convencionais representa um passo no desenvolvimento de
uma técnica aplicável
à combinação de modos globais e localizados de
instabilidade / [en] The focus of the present work is to developand evaluate
enriched elements
used to obtain critical loads, frequencies of vibration
and respective modes for
two-dimensional structural components (rectangular plates
in bending under inplane compressive loading). The
Rayleigh-Ritz approximation method has been
employed, directed to the use of conventional finite
elements enriched by internal
and boundary additional displacements functions. The
socalled internal functions are do not involve nodal and
boundary displacements and rotations. The
boundary functions are conceived to include displacements
within the element
and along one side, without involving any generalized
nodal displacements. Two
displacement function families were developed, the first
with trigonometric additional terms and the second with
polynomial additional terms. Critical loads
and frequencies, and respective modes, are obtained by the
use of elastic stifiness,
geometric, and mass matrices, introduced in generalized
eigenvalue problems. Numerical results are obtained by
computational procedures using Maple software.
The trigonometric additional functions, in spite of better
convergence properties,
demand greater computational effort. The basic elements
are classical thin plate
elements (Kirchhoff's theory) with three or four degrees
of freedom per node,
where the fourth degree of freedom corresponds to the
mixed derivative (torsion). The results indicate that non-
nodal additional functions require the use of
elements with four freedom degrees by node to obtain
convergence of critical loads
and frequencies convergence in general situations. Other
examples consist of preliminary approaches to include
damage effects, in reinforced orthotropic plates,
as modeling columns with wide rectangular sections and
compressed slabs. The
use of general additional functions combined with
conventional elements represents a step on the development
of a technique applicable to global and localized
instability modes.
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[en] EVALUATION OF REFINED MODELS FOR INSTABILITY AND VIBRATION OF TWO-DIMENSIONAL STRUCTURE / [pt] AVALIAÇÃO DE MODELOS REFINADOS PARA INSTABILIDADE E VIBRAÇÕES DE ESTRUTURAS BIDIMENSIONAISELAINE CRISTINA RODRIGUES PONTE 19 February 2008 (has links)
[pt] Este trabalho consiste em desenvolver e avaliar modelos
clássicos de
elementos finitos combinados com funções polinomiais
adicionais, para a
obtenção de cargas críticas de instabilidade e freqüências
naturais de estruturas
planas, com seus respectivos modos. O objetivo consiste em
buscar uma
sistemática confiável para obter estimativas de
deformações localizadas em
regime próximo ao colapso. Utiliza-se o método dos
Elementos Finitos em
combinação com o método clássico de Rayleigh-Ritz. Como
elemento
fundamental para tal estudo, emprega-se o elemento
retangular de Barber-Weaver,
que contém quatro nós, cada nó com duas translações e duas
rotações
independentes (equivalentes a uma rotação e uma distorção
angular). Esse
elemento é enriquecido com funções de deslocamentos
adicionais internas e de
contorno, em forma de séries polinomiais gerais. Esse
conjunto de funções é
incorporado nas expressões de energia para levar ao
estabelecimento de matrizes
de rigidez elástica, geométrica e de massa. Tais matrizes
permitem estabelecer
problemas generalizados de autovalor para obtenção de
cargas críticas e
freqüências, e respectivos modos de flambagem e vibração.
Para os estudos
numéricos comparativos apresentados nos exemplos, são
implementadas diversas
rotinas usando o software Maple 9.0. Os resultados mostram
que a metodologia
apresentada pode ser usada no desenvolvimento de uma
técnica aplicável à
obtenção de modos globais e localizados de instabilidade,
quando há a
combinação de efeitos não lineares geométricos e de
material. / [en] This work consists in developing and evaluating classical
of finite element
models combined with additional polynomial functions, to
obtain critical loads of
instability and natural frequencies of plane structures,
and respective modes. The
objective is to search for a reliable technique to get
estimates of localized
deformations near to collapse. The Finite Elements method
is used in combination
with the classic method of Rayleigh-Ritz. As a basic
element for such study, the
rectangular element of Barber-Weaver is used, containing
four nodes, each one
with two translations and two independent rotations
(equivalents to a rotation and
an angular distortion). This element is enriched with
additional internal
displacement functions and with functions on the boundary,
forming general
polynomial series. These nodal functions are incorporated
in the energy
expressions leading to the establishment of elastic
stiffness, geometric, and mass
matrices. Such matrices allow the establishment of
generalized eigenvalue
problems to obtain critical loads and frequencies, and the
respective modes of
buckling and vibration. For the comparative numerical
studies presented in the
examples, several routines are implemented using software
Maple 9.0. The results
show that the methodology presented herein can be used in
the development of an
applicable technique to the ascertainment of instability
in global and located
modes, when there is a combination of geometric nonlinear
and material effects.
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[en] VALIDATION OF SIMPLIFIED MATHEMATICAL MODEL FOR TURBIDITY CURRENTS / [pt] VERIFICAÇÃO DE UM MODELO MATEMÁTICO SIMPLIFICADO PARA CORRENTES DE TURBIDEZLUIZ FERNANDO ROCHA BITTON 18 August 2008 (has links)
[pt] A combinação de modelos numéricos com modelos
computacionais tem contribuido muito para o melhor
entendimento matemático de fluxos gravitacionais, porém
esses modelos não podem substituir a análise através de
trabalhos experimentais. O uso de modelos físicos em escala
provou ser essencial na validação de equações para
modelagem de correntes de turbidez. Com o objetivo de
diminuir o nível de dificuldade em modelar numericamente
essas correntes e de gerar modelos computacionais de alto
desempenho, algumas simplificações foram feitas durante o
desenvolvimento das equações de velocidade. Dessa forma,
para provar que tais simplificações não iriam alterar os
resultados numéricos do modelo, foram realizados inúmeros
experimentos, coletando informações sobre a evolução espaço-
temporal de velocidades das correntes de turbidez não-
confinadas com e sem partículas. Comparando os resultados
do modelo numérico com os do modelo físico, foi concluído
que, infelizmente, as aproximações influenciaram os
resultados. Contudo, os dados e a comparação visual entre
as simulações também revelaram alguns resultados
encorajadores, os quais estimularão pesquisas futuras para
se melhorar a precisão da equação de velocidade utilizada
no modelo numérico. / [en] The combination between numerical and computer models has
improved dramatically the mathematical understanding of
gravity currents; however, these models can not replace the
analysis by experimental work. The use of scaled
analogue models, or physical models, proved to be essential
in validating velocity equations for turbidity currents. In
order to reduce the level of difficulty to model
mathematically these currents, some approximations were
applied during the development of the velocity equation.
Therefore, willing to prove that these approximations would
not compromise the numerical results, innumerous
experiments were performed to acquire a spatio-temporal
velocity evolution database for both unconfined particle
free and particulate turbidity flows. Comparing the results
from the numerical and physical simulations, it was
concluded that, unfortunately, the approximations have
influenced the numerical results. Nevertheless, the data
and visual comparisons between the simulations
also revealed some encouraging results, which will
stimulate some future research to improve the accuracy of
the depth-averaging velocity equation.
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[en] COUPLED NUMERICAL ANALYSIS OF WATER FLOW APPLIED TO SUPERFICIAL AND UNDERGROUND HYDROLOGY / [pt] ANÁLISE NUMÉRICA ACOPLADA DE FLUXO APLICADA À HIDROLOGIA DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEASNATALIA FARIA TAVARES 16 May 2018 (has links)
[pt] O objetivo principal do trabalho consiste na análise de problemas de fluxo sob uma ótica integrada através de simulações numéricas. Tal perspectiva vêm ganhando grande atenção por parte de profissionais da área, pois permite uma abordagem mais representativa dos processos da natureza. O programa utilizado, Mike SHE, desenvolvido pelo Instituto de Hidráulica Dinamarquês, é criado num esquema determinístico e distribuído e utiliza o método das diferenças finitas como solução. O programa simula o fluxo na superfície, canais e nas zonas saturada e não saturada. No primeiro exemplo, simulou-se a interação entre um aquífero de baixa profundidade e um rio. No segundo, verificou-se a resposta do escoamento superficial
submetido a variações metereológicas e fisiográficas. Ambos casos foram validados por soluções analíticas. No terceiro, realizou-se uma simulação integrada em uma escala regional para compreensão da resposta dinâmica entre os diversos armazenamentos e através de uma ferramenta de pós- processamento, calculou-se o balanço hídrico. Por fim, avaliou-se a resposta da bacia hidrográfica do Quitite e Papagaio, localizada no maciço da Tijuca, Rio de Janeiro, mediante registros de picos de precipitação anuais. As análises integradas foram satisfatórias comparando-se a modelagens individuais. O acoplamento é explícito, permitindo a inserção de passos de tempo convenientes com cada ambiente. Por fim, a abordagem integrada permitiu que os modelos dos quatro casos fossem calibrados de acordo com parâmetros de cada ambiente hidrogeológico, aumentando a confiabilidade das simulações. / [en] This master thesis aims the analysis of flow problems under an integrated approach through numerical
flow modelling. The relevance of this perspective has been increasing steadily, since it allows a more representative assessment of the nature processes. The program used, named Mike SHE, developed by the Danish Hydraulic Institute, was created in a deterministic and distributed approach solved by finite difference method. The program is comprised of modules, each representing a storage: surface, channels, vadose and saturated zone. The first analysis comprise the interaction between an aquifer of low depth and a river. In the second example, it was verified the response of flow in a surface subjected to variation of physiografic and metereological parameters. Both examples were validated with analytical solutions. In the third case, an integrated simulation was carried on in order to understand the dynamic feedback generated between the storages and through a post-processing tool the water balance was calculated. The last example, assess the response the Quitite and Papagaio basin, located in the Tijuca s massif in the city of Rio de Janeiro, over high precipitation rate. The results were satisfactory in comparison of an individual
flow analysis. The coupling is explicit, allowing the input of suitable time steps for each storage. Lastly, the integrated approach allowed the model setup in the four cases to be calibrated under parameters of each storage, enhancing the reliability of them.
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[en] MODELLING OF THE EVOLUTION OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE CEMENT PASTE IN PRE SALT WELLS / [pt] MODELAGEM DA EVOLUÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA PASTA DE CIMENTO EM POÇOS DO PRÉ SALNUNO BANDARRINHA BRANDAO 05 September 2017 (has links)
[pt] Este estudo tem como objetivo avaliar a influência do desenvolvimento das propriedades mecânicas da pasta de cimento na integridade do poço de petróleo. Um modelo numérico foi desenvolvido para simular as diferentes fases de construção de poços, tais como perfuração, ação da fluência, reconstrução do revestimento e a hidratação do cimento. O comportamento da fluência do sal foi modelado através uma metodologia que combina o Duplo Mecanismo e a Lei da Potência. Duas fases foram consideradas para a pasta de cimento. Em primeiro lugar, a pasta de cimento foi idealizada como um fluido com um campo de tensão hidrostática. Durante as primeiras cinco horas após a cimentação, uma diminuição do campo de tensão hidrostática foi utilizada a fim de simular a retração autógena e a perda de água no processo. Quando a pasta de cimento foi considerada como elástico com um módulo de rigidez crescente ao longo do tempo quando solidificada. Na mudança de fase do fluido para sólido, um cuidado especial foi dado aos elementos que representam a pasta de cimento hidratada a fim de evitar a sobreposição de malhas. A nova lei de fluência do sal apresentou resultados precisos quando comparado aos valores obtidos em campo e a outros dados encontrados na literatura. No processo de hidratação, a redução das dimensões anulares foi observada. A taxa de deformação diminuiu com o aumento do módulo de rigidez da pasta de cimento. Mais importante ainda, esta deformação foi insignificante quando comparada com as dimensões do poço. Assim, a solidificação do cimento pode ser desconsiderada em simulações expeditas. / [en] The quality of the cement sheath plays a crucial role in the integrity of the oil well. This study aims at assessing the influence of cement hardening on deformations and stresses to which the sheath is submitted. A numerical model was developed to simulate the different stages of well construction such as drilling, creep action, casing reconstruction and - the focus herein - cement hardening. The salt creep behavior was modeled through a new methodology that combines the Double Mechanism with the Power Law. Two stages were considered for the cement. First, the cement was idealized as a fluid with a hydrostatic stress field. During the first five hours after cementation, a decrease in the hydrostatic stress field was employed in order to simulate the chemical shrinkage and loss of water in the hardening process. When hardened, the cement was considered to behave elastically with an increasing stiffness modulus over time. In the phase change from fluid to solid, special care was given to fitting the cement finite element mesh to the annulus, avoiding mesh overlapping. The new salt creep law showed accurate results when compared to field and other creep data. In the hardening process, the annular dimension reduction was expected and noticed. The deformation rate decreased with the increasing cement stiffness modulus. Most importantly, this deformation was negligible when compared with the dimensions of the well. Moreover, for practical and quick simulations, the hardening step can be avoided.
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[pt] PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE NÃO-LINEAR PARA PREVISÃO DE RESPOSTA SÍSMICA EM GEOESTRUTURAS / [en] PROCEDURES FOR NONLINEAR ANALYSIS PREDICTION OF SEISMIC RESPONSE OF GEOSTRUCTURES27 October 2021 (has links)
[pt] O estudo do comportamento de solos sob carregamento sísmico é de grande importância para o projeto de geoestruturas situadas em regiões de alta atividade sísmica, como nos países andinos ao longo da borda da placa tectônica sul-americana. No Brasil, localizado no interior desta placa, onde eventos sísmicos são menos frequentes e de menor magnitude, um projeto dísmico detalhado é necessário para algumas obras de engenharia de alta importância como centrais nucleares. O objetivo principal desta dissertação é investigar o comportamento sísmico de geoestruturas, descrevendo e discutindo os vários pontos que devem ser cuidadosamente considerados pelos projetistas sob ponto de vista da engenharia geotécnica. Em particular, o comportamento de um cais para submarinos nucleares, projetado para ser construído no litoral do estado do Rio de Janeiro - Brasil, é analisado considerando aspectos relacionados com o
potencial de liquefação dinâmica e a resposta sísmica dos solos em termos de histórias de aceleração, espectros de resposta e deslocamentos permanentes. O modelo constitutivo UBCSAND foi usado para representar a resposta de liquefação de areais saturas sob carregamento cíclico e alguns programs
computationais (FLAC, SHAKE2000) foram empregados para calcular as respostas esperadas das geoestruturas. / [en] The study of the soil behaviour under seismic loading is of great importance for the design of geostructures situated in regions of high seismic activity such as in the Andean countries along the border of the South American tectonic plate. In Brazil, situated in the interior of this plate, where seismic events are less frequent and of the smaller magnitude, a detailed seismic design is necessary for some engineering works of high importance such as nuclear power plants. The main objective of this thesis is to investigate the seismic behaviour of geostructures, describing and discussing the several points that should be carefully considered by the designers under the geotechnical engineering standpoint. In particular, the
behavior of a nuclear wharf planned to be built on the seashore of the state of Rio de Janeiro - Brazil, is analyzed considering aspects related to the potential of dynamic soil liquefaction and the seismic response of soils in terms of accelerations histories, response spectra and permanent displacements. The
UBCSAND constitutive model was used to represent the liquefaction response of saturated sands under cyclic loading and some computational programs (FLAC, SHAKE2000) were used in order to calculate the expected response of the geostrucures.
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[pt] ANÁLISE GEOMECÂNICA DA ESTRATIGRAFIA DO PRÉ-SAL NA PERFURAÇÃO DE POÇOS DA BACIA DE SANTOS / [en] GEOMECHANICAL ANALYSIS ON THE PRE-SALT STRATIGRAPHY IN SANTOS BASINMARIA ALICE MORGADO CASTANHEIRA CORDEIRO FERNANDES 01 July 2020 (has links)
[pt] O conhecimento do comportamento mecânico das rochas é fundamental para o desenvolvimento dos estudos de estabilidade voltados à construção de poços de petróleo. Neste sentido, a estimativa de suas propriedades mecânicas e a determinação do campo de tensões atuante são necessários para compreender as deformações às quais estão sujeitas. De modo a avaliar os efeitos da perfuração no
comportamento mecânico das rochas, foram construídos modelos numéricos das litologias comumente descritas no pré-sal de um campo da bacia de Santos em duas etapas. Em um primeiro momento, foi idealizado um estudo de retroanálise de poço a fim de estabelecer a metodologia a ser aplicada neste trabalho. Os resultados numéricos obtidos nesta etapa reproduziram de maneira satisfatória os dados
constatados em campo e, desta forma, foi possível validar a técnica utilizada. Em um segundo momento, foram construídos os modelos numéricos de litologias previstas em um poço sintético para um teste cego, tomando por base tanto as propriedades mecânicas estimadas das rochas quanto o estado de tensões in situ determinado em poços de correlação. Por último, os resultados obtidos neste teste foram comparados aos dados reais de um poço da área, de modo que foi possível corroborar a metodologia aplicada neste estudo pela coerência entre os dados numéricos e os constatados em campo. Desta forma, foi possível avaliar o comportamento mecânico das rochas no intervalo do pré-sal de poços correlacionáveis e estimar possíveis problemas geomecânicos a serem encontrados durante a etapa de perfuração. / [en] The modeling of rock mechanical behavior is essential to develop wellbore stability studies. In that sense, estimating rock mechanical properties and the in situ stress field are required tasks to understand the resulting deformations. In order to evaluate drilling effects on rock mechanical behavior, numerical models were constructed to represent the most commonly described rocks in the pre-salt session of an oil field located in Santos basin. Firstly, the author introduced the wellbore retro-analysis methodology proposed for this study. The technique was validated against real wellbore data with a fairly good match. Thereafter, a test model was conducted on a synthetic stratigraphy considering the typical occurrence of pre-salt rocks and the expected in situ stress field, as determined by correlated wellbores data. The numerical results of this test were compared to the data acquired in a local oil well and seemed to provide a reasonable fit, corroborating the applied technique. It was possible to evaluate typical pre-salt rock mechanical behavior by using correlation wellbores and still predict possible wellbore geomechanical problems during the drilling phase.
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[pt] ANÁLISE DINÂMICA DE FLUXOS DE DETRITOS EM REGIÕES TROPICAIS / [en] DYNAMIC ANALYSIS OF DEBRIS FLOWS IN TROPICAL REGIONSANA MARÍA VALVERDE SANCHO 31 October 2016 (has links)
[pt] Os fluxos de detritos são perigosos riscos naturais, que afetam países com intensas precipitações e terrenos montanhosos. Tais eventos configuram alto perigo para a vida humana e danificação de infraestrutura, resultando em importantes perdas econômicas. O estudo de fluxos de detritos envolve um mecânismo complexo e suas técnicas de previsão são baseadas na calibração de modelos, que devem ser delimitados por tentativa e erro de eventos anteriores. Tais previsões são ferramentas valiosas para delimitar as potenciais áreas de risco e, dessa forma, projetar medidas de mitigação e convivência. O principal objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento de quatro fluxos de detritos deflagrados por precipitações de alta intensidade em regiões tropicais utilizando modelagem numérica em 2D e 3D. Foram analisados os casos de Lajas e Llano de la Piedra na Costa Rica e os casos de Córrego D Antas e Hospital São Lucas no Rio de Janeiro. Os principais parâmetros utilizados, na avaliação do risco deste tipo de movimentos de massa, são: a distância percorrida, a área de impacto, a velocidade e profundidade do fluxo. Os casos foram calibrados utilizando a reologia de Voellmy. A definição dos parametros na calibração é vital, pois oferece a possibilidade de previsões de primeira ordem, feita sobre escorregamentos acontecendo em condições semelhantes. Os resultados da análise dinâmica mostram valores consistentes entre os valores observados e as modelagens numéricas em 2D e 3D para os principais parâmetros avaliados, corroborando o uso destas ferramentas para análises de risco e projeção de medidas de mitigação e convivência. / [en] Debris flows are dangerous natural hazards affecting countries with steep terrains and heavy rainfall. They are associated with serious risks to human lives and infrastructure leading to important economic losses and fatalities. Debris flows involve complex mechanics and prediction techniques that are based on the calibration of models that must be constrained by trial-and-error back-analysis of previous landslides. Such predictions are a valuable tool for outlining potential hazard areas and the development of mitigation strategies and design of protective structures. The main goal of this work was to analyze the behavior of four debris flows triggered by heavy rainfall in tropical regions with numerical modelling. The Voellmy rheology was used to calibrate the cases occurred in Lajas and Llano de la Piedra in Costa Rica, and Córrego D Antas and Hospital São Lucas in Rio de Janeiro. The main parameters used for landslide risk assessment are runout distance, potential impact area, flow velocity and flow depth. The definition of appropriate calibrating parameters is important because it provides the possibility of first order predictions to be made about the motion of future landslides happening under similar conditions. The results of the dynamic analysis showed that consistent values were obtained for the main parameters evaluated in the 2D and 3D runout models, verifying the usefulness of these tools for landslide risk assessment and the project of protection structures.
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