Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2459_1.pdf: 4894377 bytes, checksum: f9930166179dcc7d175fc23810e00531 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta os resultados obtidos a partir de uma modelagem matemática e computacional via método dos elementos finitos para simular a fluência de rochas evaporíticas que são comumente encontradas nas indústrias de petróleo e mineração. Evaporitos são rochas sedimentares formadas pela precipitação de sais presentes em uma solução aquosa concentrada. Eles têm baixa permeabilidade e porosidade, sendo assim, uma rocha selante por excelência. Alguns dos depósitos de minerais evaporíticos têm grande importância econômica, sendo o mais conhecido deles a halita (cloreto de sódio). Na linearização do modelo matemático utilizamos uma integração implícita de tensões do modelo constitutivo para rochas salinas que descreve as fases de fluência transiente e estacionária, possibilitando a dedução de um modelo mais preciso e realista, principalmente a curto prazo, situação onde os modelos clássicos só quantificam a fase estacionária. Nesse sentido, foi implementado o modelo LUBBY2 (que contempla a fluência estacionária e transiente) e comparado com o modelo mecanismo duplo de deformação, de fluência estacionária, no programa de elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation BRIne Gas and Heat Transport). Mostrou-se neste trabalho que no curto prazo as análises de deslocamentos causados pela fluência de evaporitos devem ser consideradas para evitar problemas de aprisionamento de coluna de perfuração em poços de petróleo. O êxito da simulação computacional via o método dos elementos finitos foi alcançado através da obtenção de uma matriz Jacobiana consistente. Dessa forma obteve-se uma convergência quadrática do método de Newton-Raphson para a linearização da equação de equilíbrio envolvendo modelos de fluência de rochas evaporíticas. Também foram simulados ensaios triaxiais e apresentou-se um modelo de deformação em resposta ao processo de escavação em mina de sal. As análises apresentaram resultados consistentes, possibilitando o conhecimento do comportamento de fluência das rochas salinas em situações realistas. Além disso, as análises demonstraram a viabilidade da aplicação do modelo LUBBY2 em projetos de Engenharia com a aplicação da metodologia proposta

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6732_1.pdf: 1462345 bytes, checksum: 66794bb86e6e79cb927ce383724f1fcd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A previsão do comportamento dos solos e rochas, principalmente quando submetidos a variações no estado de tensões, necessita de uma modelagem que leve em conta o fato do meio poroso ser deformável. Para resolver problemas dessa natureza, é necessária a adoção de modelos constitutivos mecânicos e hidráulicos que considerem a variação da permeabilidade intrínseca da rocha (parâmetro chave do problema hidráulico) em função da porosidade, que por sua vez poderá variar devido à deformação do meio (parâmetro do modelo constitutivo mecânico). Uma etapa importante no processo de simulação de meios porosos consiste na escolha de um algoritmo para a integração das relações constitutivas que seja eficiente do ponto de vista computacional, neste sentido foram implementados no código de elementos finitos CODE_BRIGHT algoritmos implícitos de integração de tensões para os modelos constitutivos elasto-plásticos de von Mises (Simo & Hughes, 1998) e de Drucker-Prager. (Souza Neto et al, 2008). Também foi proposta uma modificação no algoritmo de integração implícita com projeção explícita do multiplicador plástico, denominado IMPLEX (Oliver et al., 2008), resultando numa melhor aproximação deste. Na etapa de validação dos algoritmos implementados foram simulados, um caso de expansão de cavidade cilíndrica com solução exata conhecida e dois casos em escala de campo, o escorregamento de um talude, onde somente o modelo mecânico pode ser testado e um caso de perfuração de poço, onde o acoplamento hidro-mecânico é avaliado. Foi modelado ainda, um ensaio triaxial, onde foi observada a modificação proposta para o IMPLEX. A análise dos resultados obtidos mostrouse satisfatória