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[en] AN EXPERIMENTAL STUDY USED IN X-RAY TOMOGRAPHY WITH MECHANISMS ASSOCIATED THE SAND PRODUCTION IN OIL WEELS / [pt] UM ESTUDO EXPERIMENTAL UTILIZADO EM TOMOGRAFIA DE RAIO-X COM MECANISMOS ASSOCIADOS A PRODUÇÃO DE AREIA EM POÇOS DE PETRÓLEOALDENIR COSTA 21 May 2007 (has links)
[pt] Freqüentemente, durante os estágios de produção de um poço
de óleo,
ocorre a produção simultânea de partículas sólidas que
originam da massa rochosa
ao redor, um processo chamado de produção de areia.
Concentrações de tensões
nas vizinhanças do poço podem causar perda de coesão entre
os grãos, criando
assim uma região de matéria granular solta suscetível a
ser arrastada pela força de
infiltrações. Este trabalho se baseia no estudo da
formação de danos nas
vizinhanças do poço. Este programa experimental é
conduzido ao simular, do
interior de uma célula especialmente construída, as
pressões crescentes durante
esses estágios de escavação numa amostra de rocha,
geralmente arenito, pouco
consolidada ou um material montado artificialmente
simulando arenito. Este
processo é conduzido em tempo real dentro de tomógrafo
computadorizado de
Raio X. Os ensaios tiveram por objetivo identificar a
pressão de início e o modo
de propagação da ruptura da parede da cavidade interna da
amostra ensaiada.
Estes são estágios iniciais dos processos de produção de
areia em rochas. As
análises das imagens tomográficas adquiridas durante os
ensaios permitiram a
visualização de breakouts e arrombamentos dos poços.
Estudos mais detalhados
possibilitaram estimar a quantidade de areia produzida e
reconstruir
tridimensionalmente o processo de propagação de ruptura. / [en] Frequently, during the production stages of an oil well,
simultaneous
production of solid particles originating from the
surrounding rock mass occur, a
process called sand production. Stress concentrations
around of the well may
cause loss of cohesion between grains, thus creating a
region of loose granular
matter susceptible for drag bye seepage forces. The
present work reports on the
study of the formation of breakouts/damage around of the
well. This experimental
program is carried out by simulating, inside an especially
constructed cell, the
stresses arising during these excavation stages on a
sample of a rock, generally a
poorly consolidated sandstone or an artificially assembled
material simulating a
sandstone. This process is carried out in real time inside
an X ray computerized
tomography. The tests investigated the initial and the
evolution of failure at the
cavity wall of samples. These are initial stages of the
sand production process.
The analysis of the CT-scans obtained during tests allowed
the visualization of
breakouts and collapses of the wells. From studies more
details were possible
estimate the sand production and produce 3-D images of the
propagation of the
failure.
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[en] VISCOPLASTIC MATERIALS IN ENGINEERING PROBLEMS / [pt] MATERIAIS VISCOPLÁSTICOS EM PROBLEMAS DE ENGENHARIAFLAVIO HENRIQUE MARCHESINI DE OLIVEIRA 25 February 2010 (has links)
[pt] Materiais viscoplásticos, os quais apresentam tensão limite de escoamento,
podem ser encontrados em vários processos naturais e em diversas
indústrias, tais como: alimentícia, de cosméticos, farmacêutica e do petróleo.
Nessas indústrias o conhecimento preciso das propriedades reológicas dos
materiais viscoplásticos e do comportamento desses materiais em diferentes
escoamentos é fundamental para o sucesso de várias operações. Todavia, a
reometria desse tipo de material ainda apresenta alguns desafios como as
medidas de tensão limite de escoamento, deslizamento aparente, tixotropia
e a quebra da microestrutura na colocação da amostra no reômetro. Alémm
disso, existe o fato de que até hoje alguns fenômenos em diferentes escoamentos
envolvendo materiais viscoplásticos ainda permanecem não tão
bem compreendidos, o que requer uma investigação mais profunda. Nesse
trabalho, uma abordagem dos materiais que apresentam comportamento
viscoplástico, dos métodos utilizados para as medições de suas propriedades
reológicas e do comportamento desses materiais em diferentes tipos de escoamento
é realizada. Além disso, é executada uma análise detalhada de
escoamentos, tais como: viscométricos, através de expansões-contrações, envolvendo
deslocamentos em tubos capilares e de escoamentos envolvendo
deslocamentos em poços de petróleo. / [en] Viscoplastic or yield stress materials are found in a lot of natural processes,
and in a wide variety of industries such as food, cosmetic, farmaceutical and
petroleum. In these industries, knowing the accurate rheological properties
of a viscoplastic material and its behavior in different flows are fundamental
for the success of many operations. Nevertheless, the rheometry of this kind
of material still presents some challenges, such as yield stress measurements,
apparent wall slip, thixotropy and the breakdown of structure on loading the
material into the rheometer geometry used. In addition to that, until now
some phenomena in different flows involving viscoplastic materials are not
well understood, and therefore more investigation is required. This thesis
deals with viscoplastic materials, their rheological properties measurements,
and their behavior in different kinds of flow. Moreover, a detailed analysis
of flows such as viscometric, expansions-contractions, the displacements in
capillary tubes, and the displacements inside oil wells was performed.
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[en] NUMERICAL BOREHOLE STABILITY ANALYSIS CONSIDERING SPATIAL VARIABILITY AND FLUID-MECHANICAL COUPLING / [pt] ANÁLISE NUMÉRICA DA ESTABILIDADE DE POÇOS DE PETRÓLEO CONSIDERANDO A VARIABILIDADE ESPACIAL E ACOPLAMENTO FLUIDO-MECÂNICOANDRE LUIS MULLER 30 August 2007 (has links)
[pt] Em geral, a análise da estabilidade e a análise das
respostas de poços de
petróleo são realizadas de forma determinística em relação
às propriedades
mecânicas e hidráulicas do meio rochoso. No entanto, sabe-
se que os meios
rochosos e em particular rochas sedimentares, podem
mostrar um considerável
grau de heterogeneidades, em micro, meso e macro-escala.
Essas
heterogeneidades produzem variabilidade espacial nas
propriedades mecânicas e
hidráulicas dos meios rochosos. Essa variabilidade mostra
em geral um caráter
espacial pronunciado. O presente estudo propõe o
desenvolvimento de
procedimentos de análise numérica, utilizando elementos
finitos, de processos
fluido mecânicos acoplados, monofásicos e bifásicos, que
levem em conta a
variabilidade espacial de propriedades hidráulicas e
mecânicas e a variabilidade
das condições iniciais de tensões e poro pressões. Nesse
estudo, empregam-se os
procedimentos numéricos desenvolvidos em duas fases
distintas. Na análise
probabilística da estabilidade de poços e na análise
probabilística das respostas
dos poços durante a produção, considerando o acoplamento
fluido mecânico com
fluxo bifásico. / [en] In general, borehole stability analysis and borehole
response analysis are
carried out considering that both hydraulic and mechanical
parameters of the rock
mass are deterministic. However, it is a well known fact,
that rock masses and in
particular sedimentary rock masses may show a considerable
degree of
heterogeneity, in micro, meso and macro scale. These
heterogeneities produce
spatial variability in mechanical and hydraulic properties
of the rock medium.
This variability can be very pronounced. The present work
proposes the
development of numerical analysis procedures, using finite
elements, in order to
analyze single and two phases flow, coupled fluid
mechanical processes that take
into account the spatial variability of hydraulic and
mechanical properties and the
variability of the initial stresses and pore pressures. In
this study, the developed
numerical procedures are used in two distinct phases. In
the borehole stochastic
stability analysis and in the borehole stochastic response
analysis during the
production, considering fluid mechanical coupling and two
phase flow.
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[en] HALITE EFFECTS UPON HYDRATION AND MECHANICAL BEHAVIOR OF CEMENT PASTES FOR OIL WELL APPLICATIONS / [pt] EFEITO DE ROCHAS SALINAS NA HIDRATAÇÃO E COMPORTAMENTO MECÂNICO DE PASTAS CIMENTÍCIAS PARA POÇOS DE PETRÓLEOCAROLINA BOCAIUVA LEITE DA SILVA 16 November 2016 (has links)
[pt] Na formulação e preparo de pastas cimentícias destinadas ao revestimento de poços de petróleo é imperativo que seja levado em conta o conjunto de condições associadas ao ambiente da prospecção. Esta tese tem por objetivo investigar a interação entre a halita e pastas cimentícias, no âmbito da exploração das reservas do pré-sal brasileiro, através da caracterização de propriedades químicas e mecânicas da pasta na presença de NaCl. A influência da temperatura, importante característica da camada em questão, também foi avaliada, a partir de duas condições de cura, a 23 graus Celsius e 60 graus Celsius. Sendo o sal artificial (para análises laboratoriais - PA) comumente empregado em substituição à halita na simulação dos efeitos da dissolução dos maciços salinos durante a cimentação, estes dois materiais foram utilizados comparativamente ao longo deste estudo. Os comportamentos observados em ensaios de compressão uniaxial foram similares, tendo sido demonstrado que, em baixas temperaturas, ocorrem ganho de resistência para adições salinas de até 10 porcento e perda de resistência para valores. Alterações nos mecanismos de hidratação e produtos formados são estudadas através de análises de difração de raios-x e termogravimetria. A partir destes testes, é possível a verificação da formação do Sal de Friedel, resultado da interação entre íons cloreto e fases aluminoferrosas do clínquer. Finalmente, é discutida a influência destas adições na reologia da pasta, ao se observar resultados divergentes para adições de sal PA e halita. / [en] When developing and designing cement pastes for oil well applications, proper attention should be given to the careful evaluation of the environment in which the prospection operations will take place. The work in hand presents an experimental investigation on the interaction between halite and cement pastes, meeting the continuous demand for research concerning the Brazilian pre-salt region. For this purpose, mechanical and chemical tests were carried out. Being a feature of major importance in pre salt activities, temperature effects were adressed through two different curing temperatures: 23 degrees Celsius and 60 degrees Celsius. Also, many authors use artificial salt as an alternative to halite when simulating the effects of salt rock dissolution. Therefore, both materials are used throughout the experimental program for comparison purposes. A similar unidirectional compressive behavior is noted for both materials. Gains in strength are noted at 23 degrees Celsius for both salts, to concentrations up to 10 percent by weight of water. On the other hand, higher concentrations or a higher curing temperature yield strength losses. Furthermore, hydration and microstructure changes are studied through x-ray diffraction and thermogravimetric analysis. Through these tests it is possible to detect the formation of Friedel s salt, as a result of the interaction between chloride ions and the aluminate and/or aluminoferrite phases of clinker. Finally, the influence of these additions on the rheology of the cement paste is discussed, as differences on the rheological behavior of these cement pastes are noted.
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[en] CHARACTERIZATION OF MATERIALS TO ENSURE THE CONDUCTIVITY OF HYDRAULICALLY INDUCED FRACTURES IN OIL WELLS AND GAS / [pt] CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS PARA GARANTIR A CONDUTIVIDADE DE FRATURAS HIDRAULICAMENTE INDUZIDAS EM POÇOS DE PETRÓLEO E GÁSMARCELO NEVES BARRETO 26 November 2010 (has links)
[pt] Os materiais usados como agentes de sustentação em operações de
fraturamento para estimular a produção em poços de petróleo devem exibir
propriedades tais que garantam a estabilidade da fratura, ao mesmo tempo que
assegure o escoamento do fluido da formação pelo material de sustentação. Em
virtude das diferentes condições encontradas nas formações rochosas, materiais
com diferentes características prestam-se a esta finalidade. A busca por materiais
alternativos é desejável para otimizar desempenho e minimizar custos.Este
trabalho relata a avaliação de diferentes materiais para uso como gente de
sustentação. Os materiais testados são: piso cerâmico moído, porcelanato
granulado, miçangas vazadas e miçangas maciças (ambas usadas na confecção de
bijuterias) e microesferas de vidro. Os materiais foram submetidos à avaliação
previstas nas normas API, ISO e ABNT aplicáveis.Os resultados mostraram que
as microesferas de vidro possuem potencial de uso como propantes, desde que
revestidas com resina fenólica, enquanto que os demais materiais falham em
algum dos critérios de avaliação, principalmente da resistência ao esmagamento. / [en] Materials used as propant in hydraulic fracturing to improve production in
oil wells must present properties that promote machanical stability of the fracture
and sustain the flow of fluid from the reservoir through the fracture filled with the
propant material. Due to diferent service conditions found in oil reservoirs,
materials with different group of properties can be used with this finnality. The
development of alternative materials is required to optimize peformance and
minimize costs. This work reports the evaluation of some materials to be used as
propants. They are: milled floor tile, granulated porcelanate, glass hollow beads
and glass massive beads (used in the manufacturing of jewelry) and glass
microspheres. These materials were evaluated according to tests previewed in
specific API, ISO and ABNT technical standards.The results have shown that the
glass microspheres satisfy the specifications stated by the standards, since it is
recovered with phenolic resin, while the other materials eventually fail in some
evaluation criterion, mainly in crash resistance.
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[en] NUMERICAL AND ANALYTICAL STUDIES TO QUANTIFY THE SAND PRODUCTION IN A FIELD OF THE MARACAIBO BASIN, VENEZUELA / [pt] ESTUDOS NUMÉRICOS E ANALÍTICOS PARA QUANTIFICAR A PRODUÇÃO DE AREIA EM UM CAMPO DA BACIA DE MARACAIBO, VENEZUELACAROLINA DEL VALLE ZAMBRANO CABRERA 11 September 2009 (has links)
[pt] A produção de areia em poços de petróleo é um problema bem
conhecido devido às conqüências catastróficas, que muitas vezes chegam a
afetar a vida produtiva de um reservatório inteiro. Estudos sobre o assunto vêm
sendo desenvolvidos, e uma importante linha de pesquisa tem se formado. No
entanto, estes estudos focam principalmente na predição ou começo da
produção de areia, dando uma importância menor à sua quantificação. Há mais
de vinte anos, este problema tem sido relatado em um Campo da Bacia de
Maracaibo na Venezuela, levando ao fechamento de um grande numero de
poços. O problema é ainda maior devido às condições do reservatorio:
profundidade (maior a 5000 (m)), alta pressão e temperatura assim como a
resistência mecânica da rocha (maior a 50 (Mpa)) fazem que estudos mais
avançados sejam precisados para além de determinar que fatores influenciam
este fenômeno, observar se os modelos de quantificação utilizados neste
trabalho representam o que ocorre no campo. Para isto, utilizo-se o software
comercial de elementos finitos Abaqus junto com a sub-rotina de erosão assim
como o modelo analitico de Willson, baseada na resistência equivalente da
formação obtida a partir dos ensaios de cilindro oco ou TWC (thick Walled
Cylinder) desenvolvidos também neste trabalho. Em ambos métodos, foram
imposta condições reais do campo: estado de tensão, pressão de fundo do
poço, poro-pressão, assim como o comportamento tensão-deformação da
rocha, obtidos a partir de ensaios de compressão uniaxial. Para o caso da
modelagem numerica, forem analisados dois casos, poço aberto (modelo de
duas dimensoes) e tunel canhoneado (modelos de tres dimensoes). No caso
do modelo de Willson foi implementado o túnel canhoneado. / [en] Sand production at oil wells is a well-known problem, due to the
disastrous consequences that in some cases affect the productivity of the entire
reservoir. Studies about the subject have been development and a very
important research line has been created. However, those progresses are more
focus on sand production onset, giving less importance to the quantification
issue. Whit more than twenty years, there is a field located on Maracaibo Basin,
Venezuela that has been affected with this problem occasionating the closure of
a big amount of wells. The problem is even bigger due to the reservoir
conditions: depth (more than 5000 (m)), high pressure and temperature
conditions and also rock mechanics strength (more than 50 (Mpa)) make that
more advanced studies will be need for seeking the factors that affect in this
phenomenon and observe if the quantifications models used in this work
represent the field observations. For this, was used the commercial software of
finite elements Abaqus whit the erosion sub-routine as well as the analytical
Willson model based on the equivalent strength formation obtain from thick
walled cylinder test development in this work also. In both methods were used
real field conditions: state of stress, bottom hole pressure, pore pressure and
the stress-strain rock behavior obtain form uniaxial compression test. For the
numerical model were analyzed two cases, open hole (two dimension model)
and perforation tunnel (three dimension model). For the analytical Willson
model was just implemented the perforation tunnel case.
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[en] PHYSICAL SIMULATION OF WELLBORE MECHANICAL BEHAVIOR / [pt] SIMULAÇÃO FÍSICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE POÇOS DE PETRÓLEOFLAVIA MARA GUZMAN VILLARROEL 12 February 2010 (has links)
[pt] Um dos maiores desafios para a produção de hidrocarbonetos em reservatórios de arenitos pouco consolidados é o controle da produção de areia. Os mecanismos envolvidos nesse fenômeno são complexos e isto é resultado de uma grande variedade de fatores, como por exemplo, a magnitude das tensões in situ, a resistência mecânica da formação e as operações de desenvolvimento do poço. Este problema pode ser resolvido ou amenizado até níveis aceitáveis através de estratégias de completação específicas, como instalação de telas ranhuradas ou do gravel pack, desde que haja uma previsão do potencial de produção de areia da formação. Apesar do grande número de modelos numéricos desenvolvidos para prever este comportamento, a consistência dos mesmos pode ser questionada, uma vez que podem ser observadas diferenças entre as predições e os dados de campo. Para validar esses modelos, são necessários dados confiáveis, que podem ser obtidos através de ensaios de laboratório. Os objetivos do trabalho foram determinados considerando esses pontos, além da questão do uso em larga escala do gravel pack como técnica de controle da produção de areia nos campos brasileiros. São eles: (i) investigar o comportamento de um sistema de contenção de areia instalado em uma formação com potencial de produção de areia, (ii) verificar a influência do aumento de tensão efetiva na produção de areia e entender como a carga é transmitida para o sistema e (iii) validar um modelo numérico desenvolvido para o estudo de campo. Para ensaios, realizados em uma célula poliaxial sob condições controladas, utilizaram-se blocos de grandes dimensões. Foram analisados 5 casos representativos, sendo cada um deles simulado 4 vezes. O primeiro caso consiste na verificação da formação de um breakout em poço aberto, sem a utilização de nenhum sistema de contenção de areia. Os outros quatro casos são reproduções do sistema gravel-tela, com diferentes configurações. Os resultados foram satisfatórios e de acordo com eles, é possível identificar uma tendência de comportamento para cada cenário: gravel com distribuição uniforme no anular e diâmetro de partícula utilizada no gravel. A verificação de um modelo numérico, desenvolvido na Petrobrás, foi feita a partir destes resultados e mostrou uma boa aproximação de resultados de laboratório. / [en] A major problem during hydrocarbon production from poorly consolidated sandstone in the influx of sand, or sand production. This problem is complex and can occur as a result of a large variety of reasons, like magnitude of the in situ stresses, formation strength, and wellbore-development operations. If the potential for sand production could be predicted, then the problem may be solved or reduced to an accepteble level by proper completion strategy, such as the use of stand alone screens or gravel pack. Although a large number of numerical models for sand production prediction hava been developes, the consistency of the models could be questioned, due to the differences between the predictions and field observations. To improve and validate these models, reliable data are necessary. This study has been developed based on these concerns, and also, considering the massive use of the gravel-pacck as sand control technique on Brazilian fields. The objective were (i) investigation of the gravel-pack system behavior, (ii) varifacation of the increase on effective stress on sand production and (iii) validation a numerical model developed for field sand production prediction. The large-scale tests were carried out on a poliaxial cell. It was selectes 5 representative cases, and they were developed on an artificial well, under controlled conditions. On the first one, it was observed a breakout formation on an openhole. On the other 4 cases, it was simulated the gravel pack, submitted to different conditions, each of them reproduced 4 times. The numerical model was developed by Petrobras/Roncador field engineers, using a commercial numericak modeling program. Results were satisfactory. According to them, is possible to identify a behavior tendency for each condition: the influence of the gravel uniform distribution on the annulus and the influence of gravel diameter. The numerical model showed a very good approach to the laboratory results.
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[en] MULTIPHASE FLOW SIMULATOR FOR OIL PRODUCTION WELLS / [pt] SIMULADOR DE ESCOAMENTO EM POÇOS DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEODALILA DE SOUSA GOMES 06 May 2016 (has links)
[pt] Sistemas de escoamento multifásico se formam ao longo de um poço de produção de petróleo. A análise do comportamento do escoamento através da coluna de produção é realizada com o apoio de ferramentas computacionais e é essencial para o projeto e operação de um sistema de produção de petróleo. Os simuladores comerciais disponíveis para esse tipo de análise exigem aquisição de licença, cujo custo é elevado, restringindo seu uso às grandes companhias petrolíferas e aos renomados institutos de pesquisa. Além disso, esses programas não permitem a visualização da metodologia utilizada para o tratamento do problema físico e para a solução numérica empregada, e nem a alteração de parâmetros internos, tornando seu uso restrito a certas classes de problemas. Apesar da grande demanda e utilidade desse tipo de software ainda há poucos trabalhos desenvolvidos nessa área. Esta pesquisa tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um simulador de escoamento multifásico simplificado e aberto, com aplicação na otimização da produção de óleo e gás. Dentre as aplicações do programa podemos citar a obtenção das curvas de gradiente de pressão e a otimização de gás-lift. Um estudo paramétrico foi conduzido, mostrando a influência de parâmetros como, por exemplo, o diâmetro da tubulação. Os resultados obtidos foram comparados com a literatura e são fisicamente coerentes. Sendo assim, o programa desenvolvido mostra-se promissor. / [en] Multiphase flow systems are formed along an oil production well. The analysis of the flow behavior through the production column is performed with the aid of computational tools, and is very important to the design and optimization of the oil well production operation. In general, the commercial softwares available to analyze this process are very expensive, which restrict its use to some particular companies. In addition, the methodology used to analyze the physical problem, and the numerical solution are fixed and closed, which restrict its use to certain classes of problems, since it is not possible to change or improve the numerical solution. Despite the great demand and use of this kind of software, there are few researches in this area. This research aims to present the development of a simplified multiphase flow simulator open to public, with application to the optimization of oil and gas production wells. Among the applications are the plot of pressure-distribution curves and the optimization of gas-lift. A parametric study is performed, showing the influence of some governing parameters, such as tubing diameter, in the production flow rate. The results obtained were compared with pertinent literature and are physically reasonable, showing that the software developed is promising.
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[en] ANALYSIS OF ELECTROMAGNETIC PROPAGATION THROUGH OIL WELLS WITH THE AID OF DECISION SUPPORT TECHNIQUES / [pt] ANÁLISE DA PROPAGAÇÃO ELETROMAGNÉTICA ATRAVÉS DE POÇOS DE PETRÓLEO COM AUXÍLIO DE TÉCNICAS DE APOIO À DECISÃOALEXANDRE ASHADE LASSANCE CUNHA 12 September 2011 (has links)
[pt] Análise da propagação eletromagnética através de poços de petróleo com auxílio de técnicas de apoio a decisão estuda a viabilidade de telemetria sem fio de fundo de poço a quilômetros de profundidade. A maior dificuldade são as perdas por propagação, definindo, assim, a direção de pesquisa deste trabalho. Essa dificuldade surge devido a grande diversidade de fluidos utilizados no interior do poço, com características condutoras, tornando extremamente difícil a previsão do comportamento de propagação. O trabalho foca, então, no problema de atenuação do sinal eletromagnético através do fluido, analisando suas causas com uso de modelagem eletromagnética e simulação Monte Carlo. Primeiramente, são definidos modelos de propagação analíticos. É mostrado que o sistema apresenta frequências em que ocorre propagação em modo TEM e desenvolve-se, então, um modelo análogo ao de uma linha de transmissão, permitindo, assim, a utilização de toda teoria de circuitos elétricos. Com este modelo, estima-se a impedância de entrada do sistema, revelando que esta varia, principalmente, entre 10 ohms e 10k ohms com parte reativa considerável, a uma profundidade igual a lambda sobre quatro de comprimento de onda. Estima-se, também, a melhor posição para colocar os sensores, introduzindo uma tática que maximiza as chances de se ter um sensor sempre perto de um máximo de potência. Além disso, com o auxílio de simulações Monte-Carlo, estuda-se a influência da permissividade elétrica e da condutividade do meio na atenuação de propagação e na impedância de entrada do sistema, concluindo que existe uma probabilidade de 95% de que a constante de atenuação seja inferior a 0,8 10(-4) Np/m em 1MHz. Posteriormente, utiliza-se algoritmo genético clássico para propor um problema de design bem simplificado para o posicionamento de um gerador no topo do poço, atingindo o ótimo em torno de 25m de profundidade, para uma frequência ligeiramente inferior a 1MHz. Por fim, fora analisada a possibilidade de alimentação remota, revelando que fluidos com condutividade da ordem de 1,0 10(-6) S/m permitem alimentação em profundidades elevadas. / [en] Analysis of electromagnetic propagation through oil wells with the aid
of decision support techniques studies the viability of wireless downhole
telemetry. The difficulty is the propagation losses, thereby defining the
direction of this research work. This difficulty arises because of the wide
variety of fluids used in the well, with conductive features, making it
extremely difficult to predict the behavior of propagation. The paper focuses
then on the problem of signal attenuation in the fluid, analyzing their
causes with the use of electromagnetism and Monte Carlo. First, propagation
models are defined analytically. It is shown that the presence of frequencies
in TEM mode propagation occurs and develops, then a model analogous to
a transmission line, thus allowing the use of electrical circuit theory. With
this model, we estimate the input impedance of the system, revealing which
ranges from 10 ohms and 1.0kohms to a depth equal to lambda over four. Furthermore, with the
aid of Monte-Carlo simulations, we study the influence of permittivity and
conductivity of the medium in the attenuation and input impedance of the
system, concluding that there is a probability of 95% of the attenuation
constant is less than 0.8·10(−4) Np/m at 1MHz. Later, we use classical genetic
algorithm to propose a design problem for the positioning of a generator at
the well, with excellent about 29, 7m deep and 1MHz. Finally, the possibility
was considered remote power, revealing that fluids with a conductivity of
1.0 · 10(−6) S / m at depths allow high power.
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[en] PROPPANT FLOWBACK IN OIL WELLS STIMULATED BY HYDRAULIC FRACTURING / [pt] FLUXO DE PARTÍCULAS DE SUSTENTAÇÃO EM POÇOS DE PETRÓLEO ESTIMULADOS POR FRATURAMENTO HIDRÁULICOLEONARDO RODIN SALAS CACHAY 31 May 2005 (has links)
[pt] Um dos principais objetivos da engenharia de petróleo é desenvolver e aplicar técnicas capazes de aumentar a produtividade de poços de petróleo, incluindo a estimulação da formação através de operações
que aumentem a permeabilidade da rocha-reservatório e facilitem o escoamento do fluido. Dentre as técnicas de estimulação, a mais utilizada é o fraturamento hidráulico, a qual tem viabilizado a exploração em cerca de 40 por cento dos poços produtores de petróleo em todo o mundo. Durante o fraturamento hidráulico, um material granular conhecido como material de sustentação ou propante, é injetado nas fraturas recém-criadas com o objetivo de mantê-las abertas e garantir-lhes condições de alta permeabilidade. A produção de material de sustentação (proppant flowback) é termo usado para descrever o refluxo do propante para o interior do poço, juntamente com o hidrocarboneto produzido. O controle do
fluxo de propante representa um grave desafio para a indústria de petróleo, pois pode causar graves problemas operacionais e de segurança, relacionados com o desgaste dos equipamentos de produção, problemas econômicos associados ao custo de limpeza, paralisação das operações e intervenção no
tratamento da fratura, problemas ambientais relacionados com a disposição de sólidos impregnados por
hidrocarbonetos, etc. Neste contexto, a presente dissertação apresenta um estudo detalhado dos principais tipos de propante e de suas propriedades, bem como descreve os mecanismos que influem no refluxo do
material de sustentação da fratura e analisa os principais modelos apresentados na literatura para previsão
deste fenômeno. Uma retroanálise considerando os dados de campo em 22 poços da Petrobrás, localizados em Sergipe, permite uma comparação da eficiência entre quatro dos modelos, desenvolvidos com base em resultados de ensaios de laboratório, indicando suas vantagens e desvantagens para aplicação na prática da engenharia. / [en] One of the main objectives of petroleum engineering is to
develop and to
apply techniques aiming the productivity increase of oil
fields, including the
stimulation of the rock through operations that increase
the permeability of the oil
reservoir and makes the flow of the fluid toward the well
more efficient. Among
the stimulation techniques, the most used is the hydraulic
fracturing, carried out in
about 40 percent of the producing oil wells around the world.
During hydraulic
fracturing, a granular material known as proppant, is
injected into the just created
fractures with the objective to keep them open and in
order to guarantee the
designed conditions of high permeability. Proppant
flowback is the technical
terminology employed to describe the flow of proppant from
the fracture to the
interior of the oil well, together with the produced
hydrocarbon. An efficient and
reliable control of this problem is still a major
challenge to the oil industry, given
the serious operational and security problems that it may
cause, including costs of
interrupted operations, cleaning measures, environmental
contamination risks
associated with the disposal of residues impregnated by
oil, etc. In this context,
the present thesis presents a detailed description on the
main proppant materials
and their engineering properties and available treatments,
as well as on the
physical mechanisms that control the flowback phenomenon.
Several simple
models published in the literature, that permit the
forecast of proppant flowback
in a fast and easy way, are also presented and discussed.
Finally, a back-analysis
considering the actual conditions in 22 Petrobras oil
wells located in Sergipe was
also carried out, what permitted a comparison among the
results calculated
according 4 prediction models, putting in evidence their
advantages, shortcomings
and adequacy as a design or control tool in the design and
exploration of oil fields
stimulated by hydraulic fracturing.
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