Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yokoo_IrineuHiroshi_M.pdf: 4448382 bytes, checksum: bcd8d9f9f5ee7e71e1cc71d5df1426f1 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo:Neste trabalho é feito um estudo do comportamento de plataformas petrolíferas flutuantes em ondas direcionais. São avaliados, através de análise de curto prazo no domínio da frequência, os movimentos de primeira ordem de uma plataforma tipo semi-submersível em ondas com espalhamento direcional e em ondas multidirecionais. Simulações numéricas, no domínio do tempo, de registros da elevação da superfície do mar são feitas a partir de espectros de ondas do tipo ITTC com espalhamento direcional tipo Cosseno 2s. o método da Máxima Verossimilhança é utilizado para estimar o espectro direcional de ondas. Espectros direcionais de movimento são calculados para avaliar os efeitos do espalhamento direcional de ondas e da variação do aproamento da plataforma. É analisada a superposição linear dos movimentos de primeira ordem da plataforma em ondas multidirecionais / Abstract: In this study, the behaviour of floating platforms in directional waves is analysed. Short-term prediction, in frequency domain, is performed to evaluate the first order motions of a semi-submersible in short-crested and in multidirectional waves. Numerical simulation in time domain of the sea surface elevations is carried out applying ITTC wave spectra with directional spreading. The Maximum Likelihood Method is applied to estimate the wave directional spectra. Motion response spectra are calculated and the influences of directional spreading and principal wave directional are investigated. Finally, the linear superposition of the first order motions of the platform in multidirectional waves is analysed. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Fernando Rodrigues de la Garza / Dissertação (mestrado) - universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:58:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_PauloNevesde_M.pdf: 4456667 bytes, checksum: 384901b5ce80fbffd6e7484b6ddbd150 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo do comportamento de um reservatório de gás em solução submetido à segregação gravitacional durante sua depleção natural. O reservatório está inicialmente subsaturado. Contrafluxo de gás aparece após a pressão ficar abaixo de Psat e a saturação de gás superar seu valor crítico. O problema formulado é de um reservatório linear com escoamento unidimensional e vertical. O óleo é produzido com vazão constante através de sua fronteira inferior. Tal formulação tem a propriedade de isolar de uma forma simples, a depleção natural com contrafluxo ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The behavior of reservoirs producing under gas gravity segregation during natural depletion is studied in this work. Linear vertical flow in the reservoir is considered with oil being produced at the lower end at constant rate. The reservoir is initially undersaturated with gas counterflow begining at the time the pressure goes beyond the bubble-point pressure and the saturation reaches its critical value. Results from a numerical reservoir simulator were analyzed under a variety of conditions to obtain a qualitative understanding of the evolution of saturation, pressure and flow rate profiles along the reservoir with time ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RenatoLuisAlmeidados_M.pdf: 1975524 bytes, checksum: 20bfb2158578ed46a1883d0cff03ce1d (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: No estudo do deslocamento miscÍvel em reservatórios desenvolvidos por padrão de cinco poços, dispersão numérica, instabilidades, oscilações e efeitos de orientação de malha são dificuldades encontradas no tratamento numérico do problema por diferenças finitas. Este trabalho apresenta a aplicação do esquema exponencial proposto por Patankar [6] na discretização por diferenças finitas da equação de Difusão-Convecção. O método reduz a dispersão numérica e não apresenta instabilidades e oscilações encontradas quando se utiliza diferenciamento central ou esquema a montante. O procedimento descrito garante que o grau de convergência entre a solução numérica e a resposta analítica é independente do mecanismo que rege o escoamento (convecção ou difusão). Objetivando-se minimizar efeitos de orientação de malha, implementou-se um esquema de discretização por nove pontos baseado na proposta apresentada por Bertiger & Pad manabhan [1]. Com este esquema, a solução numérica independe do ângulo entre a malha e a direção de escoamento. Para a validação do método, realizaram-se experimentos de deslocamento miscível em escala de laboratório, obtendo-se elevado grau de concordância entre resultados experimentais e aqueles obtidos por simulação numérica / Abstract: In the study of miscible displacement in reservoirs developed by a five spot pattem, application of standard finite difference methods may lead to numerical dispersion, grid orientation effects and overshoot at the miscible front. The main purpose of this work is to present tne application of the scheme proposed by Patankar [6] to obtain the discretized form of the Convection-Difusion equation. The procedure described ensures that convergence of the finite difference solution to the exact solution of the differential system will not depend on the ratio of convecion to diffusion rates. In order to minimize grid orientation effects in the modeling of miscible displacement problems, a nine point discretization scheme, based on Bertiger & Padmanabhan [1], is used. To test the proposed method, laboratory experiments were conducted in a quarter of a five spot mode!. Agreement between predicted and experimental profiles was excellent / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peron_JoseRenatodaCosta_M.pdf: 2482057 bytes, checksum: b83c94d813a5d8dd392ca9e28ee25a70 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho estuda o comportamento dispersivo-convectivo de traçadores conservativos em meios porosos homogêneos, sujeitos a processos de injeção e posterior produção com vazão constante. Da análise da concentração de traçador do efluente durante o período de produção pode-se determinar o coeficiente de dispersão hidrodinâmica característico do processo. As equações que descrevem o fenômeno do deslocamento miscÍvel de traçadores são solucionadas por métodos numéricos e semi-analíticos, para as geometrias de fluxo linear e radial. O método semi-analítico descrito neste trabalho baseia-se na inversão numérica da transformada de Laplace da concentração de traçador no meio poroso por meio do algorítimo de Crump. O tratamento numérico empregado consiste na aplicação do método de Allen para discretização dos operadores espaciais da equação da difusão-convecção. Resultados experimentais obtidos através da utilização de um corpo de prova linear homogêneo são também apresentados / Abstract: This work studies the convective-difusive behavior of conservative tracers in homogeneous porous media, for proccess of tracer production following tracer injection with a constant fiow rate. From the analysis of the effiuent tracer concentration it is possible to determine the dispersion coefficient which characterizes the processo The equations describing the miscible displacement phenomenum have been solved by means of both numerical and semi-analytical methods for either linear or radial fiow geometries. The semi-analytical method described in this work has been based on the numerical inversion of the Laplace transform of tracer concentration in the porous medium, by means of the Crump algorithm. The numerical treatment employs the Allen scheme for discretization of the spatial operators of the convection-diffusion equation. Experimental results have been obtained from experiments in a linear homo geneous core / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianco_LuisCarlosBaralho_M.pdf: 3691727 bytes, checksum: 534d59b6ded81dd0360d43315db9fc38 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Desenvolve-se neste trabalho um estudo a respeito dos fenômenos de escoamento envolvidos nas operações de "jet-lifting", objetivando reduzir o consumo de nitrogênio, maximizar o volume de fluido recuperado e diminuir o tempo de operação. Concebeu-se e foi construída uma coluna de testes, composta de um tubo de produção de 0,062 m DI (2,441 pol) e um "flexitubo" de 0,0254 m DE (1,0 pol) , interno ao primeiro, que procura simular a situação real de operação do "jet-lifting". Determinou-se experimentalmente, os fatores de fricção monofásicos para o escoamento de ar e de água em geometria anular, assim como o fator de fricção para o escoamento de ar no interior de tubo flexível. Para este estudo, foi calculada analiticamente a tensão de cisalhamento média nas paredes de um anular excêntrico. Elaborou-se um modelo numérico baseado na equação do balanço da quantidade de movimento, que procura simular o comportamento do sistema, na determinação das vazões de líquido recuperado. Na análise do escoamento bifásico vertical ascendente, foram utilizados os modelos propostos por Caetano[10], para o cálculo das frações volumétricas médias de líquido e gradientes de pressão e por Zubler & Findlay[70] , para o calculo das vazões de líquido. Da comparação entre os dados obtidos, concluiu-se que o modelo teórico empregado apresenta uma boa concordância com os dados experimentais / Abstract: This work presents a study about the flow phenomena in jet-lifting with the purpose to reduce the nitrogen consumption, to maximize the fluid recovery and to reduce the operation time. A column of tests was designed and built, with a external 2.441 in 1D tubing pipe and a internal 1.0 in OD coiled tUbing, simulating the real situation of the jet-lifting operation. The Fanning friction factor was experimentaly determined for one-phase flow of water, one phase of air and two-phase air-waterin the anular geometry. A numerical model was developed in order to compare theoretical with experimental results / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:41:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borba_GenildoLuiz_M.pdf: 4687198 bytes, checksum: 1798e3a711087510e8c2a853eeb760c6 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O fraturamento hidráulico de formações portadoras de hidrocarbonetos é uma técnica de aumento de produtividade e fator de recuperação cada vez mais utilizada em todo o mundo. Dependendo das características dos poços, o seu custo pode atingir valores significativos, o que obriga um bom dimensionamento das operações. o dimensionamento do fraturamento hidráulico de meios porosos requer a determinação simultânea de tensões, deslocamentos, pressões de poros e fluxos na região considerada. Neste trabalho é lançada a base de elaboração de um simulador de fraturamento hidráulico. Não se avança na determinação das grandezas necessárias à simulação do fraturamento hidráulico propriamente dito, mas apenas na resolução do problema elástico acoplado com a difusão de fluidos no melO poroso. É feita uma revisão na dedução do sistema de equações diferenciais que rege o comportamento do contínuo poroelástico segundo "Cheng e Detournay (ref. 01), partindo das equações da elasticidade, introduzindo as constantes poroelásticas de Biot (ref. 02) e substituindo estas pelas constantes propostas por Rice e Cleary (ref. 03). As equações diferenciais da poroelas ticidade acoplada são transformadas em equações integrais através de uma extensão do teorema da reciprocidade dinâmica, no domínio de Laplace. As equações integrais são resolvidas através do método dos elementos de contorno utilizando-se elementos constantes para interpolar as variáveis no contorno. O procedimento e o algoritmo implementado são validados no domínio da variável de Laplace através de problema em poço com soluções analíticas conhecidas. As soluções no tempo são obtidas por inversão numérica. Diversas considerações quanto à densidade da discretização são feitas nesse trabalho. Também discute-se algumas limitações do método dos elementos de contorno com elementos constantes no tratamento das equações da poroelasticidade acoplada / Abstract: In the present work the initial step for the development of an hydraulic fracturing simulator for the poroelastic continuum is stablished. In the fully coupled continuum the elastic deformation process is connected with the fluid diffusion through the porous medi um. Biofs theory of a poroelastic continuum is recasted according to the equations and parameters proposed by Rice and Cleary. The differential equations governing the poroelastic medium are transformed into integral equations by means of an extension of Betti's dynamic reciprocity theorem in Laplace variable domain. The solutions of the integral equations in the Laplace variable domain are approximated by the use of the Boundary Element Method (BEM). Spatial discretization of the field variables is accomplished assuming constant elements at the boundaries of the problem under consideration. Time domain solutions are obtained by numerical inversion of the Laplace domain solutions. The theorical procedures and implementations are vaHdated by comparisons with a borehole problem which have analytical and numerical solutions in the existing literature. Issues like bounclary discretization effort and numerical accuracy are also adressed. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T12:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_Newmande_M.pdf: 3175245 bytes, checksum: 92fe7df1c256724db61fce2e1223f523 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: A operação de fraturamento hidráulico é um importante instrumento na busca do aumento da produção e das reservas de petróleo em todo o mundo. A produção de jazidas pode ser viabilizada comercialmente através da aplicação desta técnica, mesmo para situações inicialmente consideradas desfavoráveis. O objetivo deste trabalho é apresentar uma avaliação experimental do comportamento da fíÍtração de um fluido empregado regularmente em operações de fraturamento hidráulico. Os ensaios de filtração mais usuais são do tipo estático. Estes testes apresentam a desvantagem de não representar adequadamente o escoamento em uma fratura. Neste trabalho, um equipamento desenvolvido pelo Centro de Pesquisa da Petrobras (Cenpes) para o estudo da invasão de fluidos nas rochas reservatório, pôde ser empregado para avaliar a filtração de um fluido de fraturamento, com a vantagem de permitir tanto a realização de testes dinâmicos como estáticos. Buscou-se ainda, repetir as mesmas condições normalmente verificadas durante uma operação comercial. O fluido utilizado foi uma' solução aquosa de HPG na concentração de 3,6 kg/m3 (30 lb/1000 gal), nas formas reticulada e linear. Dois modelos baseados na teoria simplificada da filtração, foram utilizados para fazer a interpretação dos resultados dos ensaios. Um dos modelos representa melhor a filtração de fluido linear enquanto o outro se ajustou mais ao fluido reticulado. Os resultados obtidos confirmam a maior eficiência do fluido reticulado na contenção da perda de fluido para a formação notadamente quando a permeabilidade da rocha é mais elevada. Destaca-se ainda que a eficiência tanto para o fluido linear como para o reticulado é menor em condição dinâmica do que em condição estática / Abstract: Hydraulic Fracturing is an important instrument in increasing the production and reserves of oil in the world. A subcommercial acummulation could be changed to profitable one by means of hydraulic fracturing. This work intends to present an empirical evaluation of filtration behavior of a fracturing fluid regularly employed in hydraulic fracturing jobs. Static tests are very common in defining the filtration properties of a fracturing fluido However, poor representation of actual flow conditions in the fracture is a handicap to a test of this kind. To avoid this limitation, dynamic and static filtration tests being part of the scope of this work were developed in a specialequipment, designed in Petrobras Research Center (Cenpes) to perform tests of fluid invasion in reservoir rocks. A 3.6 kgjm3 (30 lbjlOOO gal) solution of HPG polymer in water was used, both in crosslinked and linear form. Test result analysis was based in two models describing the classical theory of filtration. Better representation of linear fluid tests was acomplished by one of the models, while the other has fitted very well to crosslinked fluid tests. As expected, efliciency of fracturing fluid is reduced in dynamic filtration conditions. Besides that, high permeability formations cause minor effects in filtration of crosslinked fluids / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eric Edgar Maidla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_JoseLuiz_M.pdf: 1845714 bytes, checksum: 53ebbc2e27a16a713678061a9d3bc51b (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho consiste em apresentar algumas propostas para a otimização do dimensionamento da coluna de revestimentos. Assim são apresentadas 4 sugestões que podem ser incorporadas a programas de dimensionamento já existentes. Formula-se um procedimento de cálculo da resistência ao colapso .de "tubos não API", que apresentam resistência ao colapso superior aos seus equivalentes API, na mesma linha do procedimento estabelecido pela norma API BUL 5C3 (1) para os tubos API. Discute-se também a correção da resistência à pressão interna de tubos com conexão buttress, long thread e short thread, conexões essas que não conseguem impedir totalmente o vazamento de gás. Neste item também seguimos a orientação estabelecida pela norma API BUL Se3 para calcular os limites máximos de correção da resistência à pressão interna dos tubos, no caso iguais à pressão de vazamento na conexão, como definida pela norma. Outro ponto discutido neste trabalho é a determinação da força axial atuante na coluna de revestimento em poços direcionais. Compara-se os resultados obtidos para essas força, determinados pelo critério " verticalização da profundidade medida " (15) e pelo critério da "simulação da retirada da coluna" (18). Apresenta-se também um método de seleção de tubos para a montagem da coluna de revestimento, baseado no método do mínimo custo global, proposto por Wojtanowicz e Maidla (l8) . Este método está elaborado de tal forma que nos fornece sob quaisquer circunstâncias, a coluna de revestimento de menor custo possível que pode ser utilizada no poço. Foi utilizado um programa comercial (20) de cálculo de esforços em colunas de revestimentos para testar o método de seleção de tubos e otimização do dimensionamento. As sugestões apresentadas neste trabalho foram implementadas em um programa para computadores compatíveis com o IBM PC. A linguagem de programação utilizada é o Turbo Pascal 6.0 da Borland Internacional / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso K. Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T19:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FerrariJunior_JoseAlfredo_M.pdf: 2279581 bytes, checksum: ece9cff0d9c1fa46c290a41ab162dff2 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Existem poucos programas de cálculo, a nível mundial, que pennitem a determinação dos principais aspectos do sistema de ancoragem de plataformas semi submersíveis. Estes programas normalmente possuem um reconhecimento internacional e seus resultados são realmente confiáveis. Mas, por outro lado, muitas iterações são requeridas visando a obtenção de uma solução que atenda aos requisitos das Sociedades Classificadoras. Desta forma, o tempo dispendido para o projeto completo de sistemas de ancoragem é geralmente grande apesar da experiência do projetista envolvido. Na realidade isto ocorre devido ao processo iterativo empreendido entre o usuário e as ferramentas de cálculo já que os "inputs" de uma dada iteração ("rodada") - composição das linhas de ancoragem, distribuição angular no plano e pré-tensão - dependem dos resultados da iteração anterior - "offsets" da plataforma e tensões nas linhas para as incidências ambientais- Baseado neste cenário, este trabalho apresenta procedimentos com o objetivo de otimizar o projeto do sistema de ancoragem de plataformas semi-submersíveis assim como torná-lo automático. Em referência às filosofias -de otimização, os seguintes aspectos são I tratados: 1) A otimização do aproamento e do "pattern" de ancoragem da plataforma; 2) A procura pela composição ótima das linhas de ancoragem num modo automático. Basicamente, o principal objetivo deste trabalho é introduzir algumas metodologias visando encontrar a solução de menor custo para o sistema de ancoragem da plataforma da forma mais rápida possível. Todas estas metodologias foram implementadas computacionalmente gerando o sistema inteligente denominado PROANC, o qual convive com o projeto de sistemas de ancoragem de plataformas semi-submersíveis numa abordagem quase-estática e determinística. Deve ser notado que o sistema proposto exerce um forte apelo como ferramenta de projeto aplicada a estudos de viabilidade técnico-econômica de um dado campo de petróleo, e seus resultados quase-estáticos podem ser diretamente utilizados em um programa de ancoragem capaz de executar a análise dinâmica de sistemas de ancoragem / Abstract: There are a few programs around the world used for determining the main aspects of the Mooring Design of Semi-submersible platforms. These programs hold a worldwide acknowledgement and their results are actually reliable. But they require many runs to get a solution that comply with the Classification Society requirements. So, the expended time to carry out a complete mooring design is normally large despite the designer experience. In fact it occurs because of the necessary interaction between the user and the calculation program the inputs for a given run (mooring line composition, lines pre-tension, mooring pattem) will depend on the results from the prior mn (platform offsets and line top tensions for the weather conditions) -. Based on this scenario, this work presents some procedures in order to optimize the semi-submersible mooring designas well as to make it auto matic. Regarding the optimization philosophies, the following aspects are treated : 1) the optimization of the plataform heading and the mooring pattem based on the spreading of the environmental forces; 2) the searching for the optimum mooring line composition in an automatic mode. Basically, the work main goal is to introduce some methods to find the lowest cost solution for the mooring system in a short time way. All of these methods were computationally implemented creating the intelligent system named PROANC, which deals with semi submersible mooring design in a quasi-static and deterministic approach. It should be noted that the proposed system exerts a strong appeal as a design tool for feasibility studies of a given oil field and its quasi-statics results can be directly apllied to a mooring program capable of performing dynamic analysis / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T04:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Holleben_CarlosRobertoCarvalhode_M.pdf: 11921017 bytes, checksum: 991b21ecfaf974ae6a6ea8b824e6a674 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A Tomografia Computadorizada de Raios-X (TC) é uma técnica de análise não destrutiva que permite a visualização das estruturas internas dos objetos. Suas principais aplicações na indústria do petróleo são voltadas para a caracterização de rochas reservatório e visualização de fluxo em meios porosos. Neste trabalho são apresentados os principios básicos da técnica e o procedimento para o cálculo da porosidade e das saturações em sistemas bifásicos e trifásicos. Finalmente são mostradas duas aplicações práticas com ênfase na avaliação quantitativa dos parâmetros acima mencionados. Em uma delas, um teste linear de deslocamento, foi possível a observação do fenômeno de end-effect. Na outra, um teste de deslocamento bidimensional, os resultados foram comparados com os obtidos através de uma modelagem teórica, o modelo de linhas de fluxo / Abstract: X-Ray Computerized Tomography (Cf) is a non destructive analysis technique that allows the visualization of the internal structure of an object. Its applications in the petroleum industry include, among others, reservoir rock characterization and multiphase fluid flow studies in pomus media. This work presents the principIes of this imaging technique and the calculation procedures to obtain porosity and saturation for two and three-phase systems. Two practical applications are shown, with emphasis on the quantitative evaluation of those parameters. In the fIrst one, it was possible to visualize the end-effect phenomenon during a linear displacement testo In the second, the results of a bidimensional displacement test were compared with those obtained from a strearnline model / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo