Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CarolinaTeixeirada_M.pdf: 7158332 bytes, checksum: 3be55b693880399d8f697fe5afcd6b41 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A solubilidade de gás em fluido de perfuração base óleo é um dos aspectos fundamentais durante a perfuração de um poço, pois pode dificultar a detecção e circulação de um kick, particularmente em águas profundas e ultra-profundas. Nesse cenário, é importante conhecer o comportamento da base óleo utilizada durante a perfuração de um poço, já que o comportamento termo dinâmico da mistura gás-óleo é dado de acordo com as características químicas e físicas do óleo utilizado. Este trabalho teve como objetivos principais o estudo da interação entre metano e líquidos orgânicos utilizados em fluidos de perfuração, e a medição e análise das propriedades termodinâmicas dessas misturas gás-líquido. Foram realizados experimentos com a mistura (metano/n-parafina) e (metano/éster), variando-se a porcentagem molar do gás na mistura. Foram medidos parâmetros como o fator volume de formação de óleo (Bo), fator volume de formação de gás (Bg), pressão de saturação, solubilidade (Rs) e densidade do líquido saturado. Os resultados experimentais para pressão de saturação foram ajustados pela equação de Peng-Robinson, considerando-se as temperaturas em que foram realizados os experimentos. A análise dos resultados, à luz da equação de Peng-Robinson, mostrou uma pequena dependência da pressão de saturação da mistura em relação a temperatura, na faixa de fiações molares de metano utilizadas / Abstract: The gas-oil rate in oil base mud is one of the main concerns during drilling a well because it can become very hard to detect and circulate a kick, particularly in deep and ultradeep waters. In this scenario, it is important to know the behavior of the oil base used during drilling. The thermodynamic behavior of the gas-oil mixture is given by the chemical and physical characteristics of the oil. The goals of this work were to study the interaction between methane and organic fluids used in drilling fluids formulations, as well as the measurement of the thermodynamic properties of those gas-oil mixtures. Experiments with the mixture (methane/n-parafin) and (methane/ester) and varying molar concentration of gas were executed. The measured mixture properties and parameters: formation volume factor of oil (Bo), formation volume factor of gas (Bg), bubble pressure, solution gas-oil ratio and density of the saturated liquid. The experimental data for bubble pressure were fitted using Peng-Robinson equation, considering the temperatures of the experiments. The analysis of the results, considering Peng- Robinson data fitting, showed a small dependence of the bubble pressure with respect to temperature, in the range of methane molar fractions applied. / Mestrado / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso K. Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_RicardoCasseoSoares_M.pdf: 15843544 bytes, checksum: 6613c76500554e08aabd8e0f9f495565 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho uma metodologia para estimativa das forças de contato entre a coluna de perfuração, o poço e o riser é proposta. A solução é obtida utilizando-se o método dos elementos finitos com abordagem não linear, estática, bi-dimensional. Os efeitos de rigidez da coluna são mantidos discretizando-a numa configuração indeformada e aplicando-se deslocamentos nas extremidades (condições de contorno) e nas "paredes" afim de coloca-Ia dentro dos limites do poço. A configuração dinâmica do riser é obtida no domínio da frequência, com linearização melhorada, e uma análise "quasi-estatica" é feita dividindo-se o período em intervalos iguais de tempo e discretizando-se cada geometria como se poço se estendesse até a superfície. A demonstração de utilização é feita em um poço de grande inclinação perfurado por um navio sonda. Como conclusões mostramos que a força máxima devido aos movimentos da embarcação ocorre na região do B.O.P. stack/cabeça de poço e que existe uma variação considerável deste valor ao longo do tempo. As forças de contato calculadas dentro do riser de perfuração indicam que elas devem ser levadas em conta em análises dinâmicas / Abstract: The work propose a methodology for estimation of the contact forces generated by the drill string against the well and the drilling riser system. The solution is obtained using the Finite Element Method with a non-linear aproach in a static, 2D model. The stiffeness effects of the drill string are kept by discretyzing an indeformed configuration and then displacements are applied (according with the boundary condition) in the ends and also in the walls by means of putting it in the limits of the well. The excitaion period was devided in time-slices and each geometry of the riser (calculated in the frequency domain with improved linarization) was used in a "quasistatic" analisys as if it were the well. An example of a high angle well beeing drilled by a drill-ship is used to demonstrate the technique. As conclusions we show that as expected the maximum force is in the region of the BOP stack/well-head and due to the movement of the ship, the values calculed in each slice undergoes a considerable variation. We also sugest that the contact forces between the drill string and the riser should be used in the dynamic analisys due its values / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Victor Prodonoff / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Czerwinski_RonaldoJoao_M.pdf: 17498410 bytes, checksum: 4574992f21822c2903751a780bc39287 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho apresenta as adaptações realizadas em um código computacional utilizado em análise de resistência mecânica de colunas de perfuração de poços petrolíferos, de forma a implementá-lo para o espaço tridimensional. O programa original, que utilizava a técnica dos elementos finitos na resolução de problemas estáticos e dinâmicos, era restrito a elementos planares. Foram criadas rotinas para cálculos de matrizes de elementos tridimensionais do tipo BARRA e VIGA-COLUNA 3D, bem como realizadas as modificações necessárias para o recebimento destas pelo programa original. Novas subrotinas elaboram os cálculos das matrizes de rigidez, geométrica e de massa. Os tipos de análise do problema são os mesmos que já estavam implantados: análise estática, análise dinâmica por integração numérica e análise dinâmica por superposição modal. Podem ou não serem considerados os efeitos da força axial além daqueles causados por forças transversais e momentos fletores. Estas análises nos fornecem os deslocamentos nos nós, forças axiais e momentos fletores internos, cálculo das freqüências, modos naturais de vibração e resposta dinâmica. Para validação do programa foram efetuados testes comparativos com exemplos publicados na literatura, incluindo-se os de análise de colunas de perfuração de poços petrolíferos / 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 2018-07-20T03:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sueyoshi_KennyHiroyassu_M.pdf: 16765508 bytes, checksum: 40833909580f433eff31bdb155fac71f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Suspensões de argilas aditivadas com polímeros e eletrólitos têm uso COITentena perfuração de poços de petróleo. A fonnulação e manutenção de suas características é fator essencial para o sucesso de uma operação de perfuração, sobretudo as que se referem à propriedades reológicas e estabilidade fisico-química. Este trabalho propõe um estudo mais detalhado de suas propriedades fisico-químicas levando-se em conta o nível de floculação destas suspensões, que depende de parâmetros como a distribuição das cargas elétricas e tamanho das partículas. Para tanto, foram efetuadas medidas de mobilidade eletroforética (potencial zeta) juntamente com as propriedades reológicas. Estes fluidos apresentam comportamento não-newtoniano, cujo modelo reológico que mais se adequa é o de Herschel-Bulkley. O estudo conjunto das propriedades reológicas e eletrocinéticas visam interpretar o comportamento macroscópico dessas suspensões com base em dados experimentais relacionados com a estrutura e estabilidade das mesmas. São avaliados também o efeito da variação do pH, concentração de poliacrilamida e de NaCI nestas propriedades. São apresentados ainda alguns resultados de medidas de propriedades viscoelásticas destes fluidos / Abstract: Suspensions of clay with polymers and electrolytes have a large use in drilling of petroleum wells. The formulation and maintenance of his characteristics are essencial factor to the sucessful of a drilling operation, mainly that refer to rheological properties and physical-chemistry stabilities. This work proposes more detailer study of his physical-chemistry properties considering the level of floculation of that suspensions, that depends on electrical charge distribution and size of particles. In this way, were accomplish measurements of electrophoretic mobility (zeta potential) and rheological properties. This fluids presents non-newtonian behaviour, and the rheological model that is more appropriate is the Herschel-Bulkley's model. The study in association of rheological and electrokinetic properties have the objective of interpret the macroscopic behaviour of this suspensions supported in experiments relationship between his structure and stability. The effect of pH, amount of polyacrylamide and NaCI, are analyzed in that properties. Some measurements of viscoelastic properties are also introduced. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

O sucesso da conclusão de um poço por perfuração e o custo do projeto estão relacionados às propriedades dos fluidos de perfuração. O estudo experimental foi realizado a partir da determinação e análise das curvas de tensão de cisalhamento versus taxa de deformação de suspensões aquosas de bentonita e carboximetilcelulose com diferentes concentrações de NaCl. Investigou-se, inicialmente, o comportamento reológico de suspensões de carboximetilcelulose 0,5% (em massa) com concentrações de sal, NaCl de 0 a 4% (em massa), para temperaturas variando de 14 a 26ºC. Os resultados experimentais possibilitam a caracterização reológica destas soluções como fluidos pseudoplásticos e indicam que a adição de NaCl em soluções com CMC alteram significativamente o comportamento reológico desse tipo de solução. Numa segunda etapa, estudou-se o comportamento reológico de suspensões de bentonita e carboximetilcelulose em diferentes concentrações de sal, NaCl. Empregaram-se soluções contendo 4,8 % de bentonita, 0,5 % de carboximetilcelulose e concentrações de 0 a 4% de NaCl. Constata-se o comportamento tixotrópico destas suspensões e a forte dependência com a concentração de sal. O estudo foi complementado com uma análise comparativa dos resultados do comportamento reológico obtidos por reômetro de cilindros coaxiais modelo Brookfield e o viscosímetro FANN 35 A, usualmente empregado na análise de fluidos de perfuração. O equacionamento do escoamento do fluido nos aparelhos permitiu uma interpretação mais detalhada dos valores descritos na norma, obtendo-se uma equivalência dos valores medidos em campo com os obtidos no reômetro Brookfield apesar de as faixas de operação de taxas de deformação serem distintas. / The properties of drilling fluids have a very significant effect on the successful of a well completion and the project costs. The experimental study was conducted based on the determination and analysis of the curves of shear stress and shear rate of aqueous suspensions composed of bentonite and carboxymetil cellulose at different concentrations of NaCl. The rheological behaviour of carboxymetil cellulose suspensions 0.5% w/w at NaCl concentrations in the range of 0 to 4% w/w from 14 to 26°C was studied. The experimental results allow the rheological characterization of these solutions as pseudoplastic fluid. It was observed that the addition of NaCl to CMC solutions changes its rheological behaviour significantly. In addition, the rheological behaviour of 4,8% bentonite suspensions with 0,5% carboxymethyl cellulose at different concentrations of NaCl in the range of 0 to 4% was studied. The characterization of these solutions showed thixotropic behaviour and a strong dependence on the salt concentration. The study was complemented with a comparative analysis of the results obtained by using a coaxial cylinders rheometer model Brookfield and the FANN Model 35 A viscometer, usually employed in drilling fluids analysis. The analytical solutions allowed a more detailed interpretation of the values described in the standard resulting in an equivalence between the measured values obtained in the field and in the Brookfield rheometer despite the differents shear rate ranges.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1676391 bytes, checksum: 8c1712b1a1b20bab712cd61fd62f5650 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The physical characteristics as particle size distribution, density, shape, specific surface area and surface roughness affects the rheological behavior of dispersions. The objective of this work is to study the influence of particle size variation of bentonite clay used as viscosifying agents in water based drilling fluids, the rheological and filtration properties. For both six bentonite clays from deposits in Boa Vista, PB, which were prepared for physical and mineralogical characterization were selected. Then, they were crushed and sieved into different sieve ABNT N° 80, 200 and 325 (180, 75 and 45 μm), being determined from the particle size distribution by laser diffraction their dispersions and then treatment performed with a solution of sodium carbonate (Na2CO3 ) determining the rheological and filtration properties of their aqueous dispersions. We also evaluated the influence of two different curing conditions on the transformations performed on the polycationic bentonite with sodium in their rheological properties. Clays had physical and mineralogical characteristics typical of bentonite clays. The variation of the openings of the sieves influenced, in general, only the accumulated mass below 2 μm who showed greater for sieve clays in the opening 45 μm and all size analysis showed monomodal distribution. It was observed that, in general, the decrease in average particle diameter and increase in cumulative weight below 2 μm, VA is decreased. It was not possible to generalize the influence given by the size of the particles in the VP and VF. The curing time longer possible to clays which had accumulated mass lower than 2 μm (clay) higher to obtain dispersions with thixotropic characteristics and higher and lower values of VA and VP. It was not possible to generalize the influence of curing time in VF. The fine particles of bentonite have great tendency to form agglomerates hindering the analysis of the actual particle size and its relation to the rheological properties. / As características físicas das partículas como distribuição granulométrica, densidade, formato, área superficial específica e rugosidade superficial afetam o comportamento reológico de dispersões. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da variação granulométrica de argilas bentoníticas utilizadas como agentes viscosificantes em fluidos de perfuração base água, nas propriedades reológicas e de filtração. Para tanto, foram selecionadas seis argilas bentoníticas provenientes de jazidas do município de Boa Vista, PB, que foram preparadas para caracterização física e mineralógica. Em seguida foram moídas e peneiradas em diferentes peneiras ABNT n° 80, 200 e 325 (180, 75 e 45 μm), sendo determinadas as distribuições granulométricas de suas dispersões por difração laser e posteriormente realizado o tratamento com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) determinando-se as propriedades reológicas e de filtração de suas dispersões aquosas. Também foi verificada a influência de duas diferentes condições de cura realizadas nas transformações das bentonitas policatiônicas em sódicas em suas propriedades reológicas. As argilas apresentaram características físicas e mineralógicas típicas de argilas bentoníticas. A variação das aberturas das peneiras influenciou, em geral, apenas na massa acumulada abaixo de 2 μm que se apresentou maior para as argilas peneiradas na abertura de 45 μm e todas as análises granulométricas apresentaram distribuição monomodal. Observou-se que, em geral, com a diminuição no diâmetro médio das partículas e aumento na massa acumulada abaixo de 2 μm, ocorre diminuição na VA. Não foi possível generalizar a influência apresentada pelo tamanho de partículas na VP e no VF. O tempo de cura maior possibilita, para as argilas que apresentaram massas acumuladas abaixo de 2 μm (fração argila) mais elevadas, a obtenção de dispersões com características tixotrópicas e com maiores VA e menores valores de VP. Não foi possível generalizar a influência do tempo de cura no VF. As partículas finas de bentonitas apresentam grande tendência em formar aglomerados dificultando a análise do real tamanho de partículas e sua relação com as propriedades reológicas.

O sucesso da conclusão de um poço por perfuração e o custo do projeto estão relacionados às propriedades dos fluidos de perfuração. O estudo experimental foi realizado a partir da determinação e análise das curvas de tensão de cisalhamento versus taxa de deformação de suspensões aquosas de bentonita e carboximetilcelulose com diferentes concentrações de NaCl. Investigou-se, inicialmente, o comportamento reológico de suspensões de carboximetilcelulose 0,5% (em massa) com concentrações de sal, NaCl de 0 a 4% (em massa), para temperaturas variando de 14 a 26ºC. Os resultados experimentais possibilitam a caracterização reológica destas soluções como fluidos pseudoplásticos e indicam que a adição de NaCl em soluções com CMC alteram significativamente o comportamento reológico desse tipo de solução. Numa segunda etapa, estudou-se o comportamento reológico de suspensões de bentonita e carboximetilcelulose em diferentes concentrações de sal, NaCl. Empregaram-se soluções contendo 4,8 % de bentonita, 0,5 % de carboximetilcelulose e concentrações de 0 a 4% de NaCl. Constata-se o comportamento tixotrópico destas suspensões e a forte dependência com a concentração de sal. O estudo foi complementado com uma análise comparativa dos resultados do comportamento reológico obtidos por reômetro de cilindros coaxiais modelo Brookfield e o viscosímetro FANN 35 A, usualmente empregado na análise de fluidos de perfuração. O equacionamento do escoamento do fluido nos aparelhos permitiu uma interpretação mais detalhada dos valores descritos na norma, obtendo-se uma equivalência dos valores medidos em campo com os obtidos no reômetro Brookfield apesar de as faixas de operação de taxas de deformação serem distintas. / The properties of drilling fluids have a very significant effect on the successful of a well completion and the project costs. The experimental study was conducted based on the determination and analysis of the curves of shear stress and shear rate of aqueous suspensions composed of bentonite and carboxymetil cellulose at different concentrations of NaCl. The rheological behaviour of carboxymetil cellulose suspensions 0.5% w/w at NaCl concentrations in the range of 0 to 4% w/w from 14 to 26°C was studied. The experimental results allow the rheological characterization of these solutions as pseudoplastic fluid. It was observed that the addition of NaCl to CMC solutions changes its rheological behaviour significantly. In addition, the rheological behaviour of 4,8% bentonite suspensions with 0,5% carboxymethyl cellulose at different concentrations of NaCl in the range of 0 to 4% was studied. The characterization of these solutions showed thixotropic behaviour and a strong dependence on the salt concentration. The study was complemented with a comparative analysis of the results obtained by using a coaxial cylinders rheometer model Brookfield and the FANN Model 35 A viscometer, usually employed in drilling fluids analysis. The analytical solutions allowed a more detailed interpretation of the values described in the standard resulting in an equivalence between the measured values obtained in the field and in the Brookfield rheometer despite the differents shear rate ranges.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-04T18:30:27Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Giselle Holanda Canuto.pdf: 3150483 bytes, checksum: 1e6f0f6d02f3961f9828a636944d81fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:30:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Giselle Holanda Canuto.pdf: 3150483 bytes, checksum: 1e6f0f6d02f3961f9828a636944d81fa (MD5) Previous issue date: 2016-11-07 / Fluidos de perfuração são usados nas atividades de exploração e produção de petróleo, sendo decisivos para garantir a segurança e a produtividade do poço. Os fluidos não aquosos utilizados no Brasil são à base de n-parafina e olefinas internas. Alternativamente, há diversos estudos utilizando-se fluidos a base de biodiesel, que são atóxicos e biodegradáveis em condições anaeróbicas. Neste trabalho, formularam-se fluidos de perfuração a partir de duas bases orgânicas, uma base de biodiesel de uma mistura de biomassas, constituído de óleos vegetais e animal na proporção, soja (30%), algodão (30%) e sebo bovino (40%); e outro a base de biodiesel de algodão puro. Utilizou-se um planejamento fatorial 24, com três repetições no ponto central, onde se determinou a influência da concentração de emulsificante, saponificante, cloreto de sódio e diferentes proporções óleo/água nas propriedades reológicas e na estabilidade elétrica dos dois tipos de fluido. Além disso, realizou-se a caracterização do perfil de estabilidade térmica, como também a avaliação da resistência dos fluidos à oxidação. Os fluidos estudados apresentaram uma boa estabilidade elétrica e termo-oxidativa, além de propriedades reológicas e tixotrópicas satisfatórias. Para a faixa de trabalho avaliada, os melhores resultados foram obtidos com razão óleo-água 70/30, concentração de emulsificante 5 lb/bbl (14,3 kg/m3) e concentração de saponificante de 6 lb/bbl (17,1 kg/m3). Concluiu-se que tanto o biodiesel de mistura de biomassas quanto o biodiesel de óleo de algodão são bases promissoras para fluidos de perfuração não-aquosos, sendo o biodiesel de algodão a melhor opção entre ambos, pois o mesmo possui em sua composição predominância de ésteres insaturados de cadeia curta, que conferem valores menores nas propriedades reológicas e tixotrópicas dos fluidos, evitando assim fluidos com viscosidade e forças géis excessivamente elevadas. / Drilling fluids are used in the oil exploration and production activities, which are decisive to ensure the safety and productivity of the well. The non-aqueous fluids used in Brazil are based on n-paraffin and internal olefins. Alternatively, there are several studies using biodiesel-based fluids, which are non-toxic and biodegradable under anaerobic conditions. In this work, biodiesel based drilling fluids in a mixture of biomass were formulated consisting of animal and vegetable oil in the following proportion: soybean (30%), cotton (30%), and bovine fat (40%); and another one made of pure cotton biodiesel base. A 24 factorial experimental preparation was done, with three repetitions at the central point where the influence of the concentration of emulsifier, lime, sodium chloride, and different oil/water ratios in the rheological properties and electrical stability of two types of fluid was determined. In addition, the characterization of the thermal stability was carried out, as well as, the evaluation of resistance of the fluids prepared for oxidation. The studied fluids showed good electrical stability and thermo-oxidation, besides satisfactory rheological and thixotropic properties. For the working range evaluated, the best results were obtained with oil-water ratio 70/30, emulsifier concentration of 5 lb/bbl (14,3 kg/m3) and lime concentration of 6 lb/bbl (17,1 kg/m3). It was concluded that both the biomass mixture biodiesel and cotton biodiesel are promising basis for non-aqueous drilling fluids. It makes the cotton biodiesel the best choice between them, once it has in its composition predominance of short chain unsaturated esters. It also gives lower values in the rheological and thixotropic properties of the fluid, thus preventing fluids with excessively high viscosity and gel strength.

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kim_NiloRicardo_D.pdf: 2190309 bytes, checksum: 800a179162b994dcdbb3d67d40a0605a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Durante uma perfuração convencional, a pressão dentro do poço deve ser sempre maior do que a pressão de poros do reservatório, sob pena da possibilidade de haver um kick, que é a invasão indesejada de fluidos da formação para o poço. Procedimentos inadequados durante a circulação do influxo para fora do poço podem levar a um blowout, ou seja, uma erupção descontrolada dos fluidos da formação. Condições especiais encontradas em águas profundas e ultraprofundas, cenários onde as grandes reservas brasileiras de óleo e gás estão localizadas, demandam o uso de fluidos de perfuração de base sintética devido a características técnicas como baixa toxicidade, alta lubricidade e pouca interação com a formação. Por outro lado, o gás do reservatório se dissolve no fluido de perfuração, tornando as operações de controle de poço muito mais complexas. O objetivo do presente trabalho foi entender o comportamento PVT de misturas de metano, principal componente do gás natural, com emulsões de éster, um composto orgânico utilizado como base sintética para fluidos de perfuração, através da determinação experimental de propriedades como o ponto de bolha, a solubilidade, a massa específica e o fator de formação de volume, nas regiões saturada e subsaturada. Os experimentos foram conduzidos em um aparato de última geração, cuja principal característica é a visualização do fluido de teste, sob condições de alta temperatura, até 130 °C e alta pressão, até 103 MPa, encontradas no fundo do poço. Um procedimento original de enriquecimento de gás permitiu cobrir os intervalos de temperatura, pressão e concentração de metano com um único teste de longa duração, a partir de certa quantidade de líquido. Os resultados experimentais nas regiões de bolha e orvalho no envelope de fases foram modelados com a equação de estado de Peng-Robinson e uma discussão sobre o comportamento termodinâmico do sistema foi realizada. O presente trabalho estende os limites dos bancos de dados de propriedades termodinâmicas de sistemas metano-éster, além de proporcionar respostas para alguns problemas de controle de poço, encontrados quando a perfuração utilizar emulsões base éster. / Abstract: During conventional drilling operations, it is necessary to maintain the wellbore pressure greater than the reservoir pore pressure, otherwise a kick may occur. If the well control procedure is not effective during the circulation of the formation influx out of the well, a blowout could happen, which is a dangerous event concerning safety and environmental issues. Special conditions in deep and ultra deep water, scenarios where large Brazilian oil and gas reserves are located, demand for synthetic based drilling fluids because of technical characteristics such as toxicity, lubricity and shale inhibition. On the other hand, the formation gas will dissolve in the drilling fluid, making the well control operations much more complex. Methane is the major component of natural gas, while ester is an organic compound, used as the base of synthetic drilling fluids. The knowledge of the thermodynamic behavior of such gas-liquid mixtures under wellbore pressure and temperature conditions is very important for drilling operations and scientific purposes. The main objective of the present work is to understand the PVT behavior of methane and ester based drilling emulsions by experimental determination of bubble point, solubility, density and formation volume factor of the saturated and sub-saturated fluid mixture. PVT experiments were conducted on a last generation apparatus, whose main feature is the visualization of the sample fluid, under high pressure and high temperature testing conditions. Experimental tests were run up to 130 °C and up to pressures of 103 MPa. An original gas enrichment procedure was devised to cover temperature, pressure and methane concentration range with a long term, single liquid amount test. Experimental results in the bubble and dew region of the phase envelope were modeled with Peng-Robinson equation and a comprehensive discussion about the thermodynamic behavior of the system was pursued. The present work will enlarge the limited thermodynamic properties database about methane - ester system that is available in the literature and furnish scientific answers to the well control problems encountered when drilling with ester based emulsions. / Doutorado / Explotação / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Doria_ManoelTavres_M.pdf: 15162738 bytes, checksum: 28ff5309de90299f6f4987bf87dea785 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A detecção rápida de um ganho de fluido da formação para dentro do poço, conhecido como influxo, é uma consideração chave para a segurança das equipes e dos equipamentos de uma sonda de perfuração, assim como do próprio poço. Muitos influxos são detectados ainda no seu inicio através do parâmetro diferencial de vazão, que é a diferença entre a vazão de retorno e a vazão de injeção do poço que está sendo perfurado. Medidas de vazões precisas são, portanto, de importância crucial para os sistemas de detecção de influxos. O movimento de heave de uma sonda flutuante, entretanto, causa grandes perturbações nas medições da vazão de retorno. Através dos anos, vários sistemas foram desenvolvidos numa tentativa de minimizar este problema. Neste trabalho, é apresentada uma nova abordagem para se quantificar estas variações com o objetivo de se obter uma melhor indicação do valor do diferencial de vazão, por meio dos registros da vazão de injeção, da vazão de retorno e do movimento de heave monitorados em tempo real em um navio sonda. Um estudo detalhado do estado da arte é apresentado e sugestões para futuras pesquisas são fornecidas / Abstract: Early detection of fluid influx from the formation, generally known as a "kick", is a major concern for the safety of the crew and rig equipament, and for the well itself. Many kicks have been detected at its very beginning by the delta flow parameter, which is simply the return mud flow rate minus the circulating rate. Accurate flow measurements in this case are of great importance for the kick detection systems. Floating rig heaving causes large instantaneous variation in flow-out. Various methods have been investigated as an attempt to overcome this problem. A new approach is presented in order to obtain a better delta flow measurement, by means of records of pumping, returning rates and heaving as well, monitored on a drill ship. A comprehensive study of the state of art is presented and suggestions for future research is furnished. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo