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Orientador: Sergio Nascimento Bordalo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarvalhoFilho_ClodoaldodeOliveira_D.pdf: 11155676 bytes, checksum: 1cc462d182c41677707cebc202d69d93 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A elevação a gás (gas lift) intermitente é empregada na indústria do petróleo para manter a produção viável nos reservatórios em depleção ou nos poços de baixa produtividade. O padrão cíclico do gas lift intermitente torna complexo o comportamento dinâmico do poço, dificultando o projeto e a operação deste sistema. Dentre as versões existentes, os métodos convencional (GLI) e invertido (GLI-I)- este último não abordado na literatura - são tomados como objetos de estudo. Evoluindo a partir dos modelos pré-existentes, nos quais os ciclos de gas lift são tratados como uma seqüência de etapas estanques, o comportamento do poço é modelado no presente trabalho, considerando a ocorrência de etapas simultâneas e acopladas ao longo dos ciclos. As interações no poço e suas conexões com o reservatório e a superfície, e.g., escoamentos de líquido e gás, são representadas por um conjunto completo de equações algébricas e diferenciais ordinárias temporais não-lineares, válidas para todas as etapas do ciclo. A simulação dinâmica do sistema é efetuada com a solução numérica de subconjuntos de equações do modelo, estabelecidos interativamente a cada etapa, para cada intervalo de tempo. Os resultados de simulação do GLI foram comparados com medições experimentais realizadas por outros autores, apresentando boa concordância. A análise dos ciclos de GLI e GLI-I em diversas condições operacionais possibilitou delinear faixas com ciclos e produção estáveis. O ganho econômico da produção foi avaliado para ambos os métodos, determinando o melhor compromisso entre a ciclagem do poço e o seu desempenho operacional a cada ciclo. A modelagem e o algoritmo de simulação desenvolvidos podem ser estendidos às demais versões de gas lift, constituindo uma ferramenta única e de grande valor para os engenheiros envolvidos com estes sistemas / Abstract: The intermittent gas lift is used in the oil industry to keep up a viable production from depleting reservoirs or low productivity wells. The cyclical pattern of the intermittent gas lift causes the dynamic behavior of the well to become complex, making it difficult to design and operate of such systems. Amongst the existing versions, the conventional (IGL) and the inverted (I-IGL) methods - the last one not covered in literature - are taken as objects of study. Evolving from the preexisting models, in which the gas lift cycles are treated as a sequence of self-contained stages, the behavior of the well, in the present work, takes into account the occurrence of simultaneous and coupled stages throughout the cycles. The interactions of the well and its connections with the reservoir and the surface, e.g., liquid and gas flows, are represented by a complete set of non-linear algebraic and time dependent ordinary differential equations, valid for alI the stages of the cycle. The dynamic simulation of the system is carried out with the numerical solution of the equation subsets of the model, interactively established for each stage, at each time step. The results of the simulations of the IGL were compared with experimental measurements carried through by other authors, presenting good agreement. The analysis of the IGL and I-IGL cycles under various operational conditions made it possible to delineate ranges of steady cycles and production. The production economic profit was evaluated for both versions, detennining the best compromise between the well cycling and its operational performance at each cycle. The developed modeling and the simulation algorithm can be extended to other gas lift versions, constituting a unique tool of great value for the engineers involved with these systems / Doutorado / Explotação / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Sérgio Nascimento Bordalo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OchoaLara_IsmaelOrlando_M.pdf: 12454353 bytes, checksum: de02a7be086b8fd068a57b93d2f5270a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Apesar dos avanços alcançados, alguns aspectos da operação do gas-lift intermitente (GLI) convencional permanecem inexplorados ou pouco estudados até o presente, como por exemplo, a concomitância de etapas do ciclo apresentada por Carvalho (2004), ou a estabilidade de ciclos em função da temporização da válvula motora e do ajuste da válvula operadora. Ao mesmo tempo, o bombeio pneumático de Zadson (BPZ) tem apresentado bons resultados em sua aplicação em campos no Brasil, motivando-se estudos para se desenvolverem simuladores computacionais para o projeto e análise destes sistemas. Neste trabalho, foi construído um simulador físico para os métodos GLI convencional e BPZ, para validar simuladores numéricos propostos anteriormente por outros autores. O aparato laboratorial é constituído por quatro conjuntos operacionais: o primeiro conjunto representa a coluna de produção do GLI convencional, o segundo conjunto representa a coluna do BPZ, o terceiro conjunto representa o acoplamento poço-reservatório e o quarto conjunto representa a injeção de gás comprimido. Para a medição, há transdutores de pressão localizados em vários pontos do aparato e tanques de medição do volume produzido. O sistema de aquisição de dados e atuação das válvulas operadora e motora é operado por uma placa micro-controlada. Testes foram realizados alterando-se as variáveis operacionais dos métodos. Como conclusões do trabalho foram identificadas a concomitância das etapas do ciclo GLI, avaliado o fallback para várias condições operacionais, estudada a estabilidade dos ciclos de GLI, e desenhado um mapa operacional das condições de um ciclo GLI regular. Além disso, foi testado o funcionamento de três modos de operação do BPZ / Abstract: Despite the advances achieved so far, some important aspects of the operation of the conventional intermittent gas-lift (IGL) remain unexplored or poorly studied, as for instance, the concurrency of cycle stages, as presented by Carvalho (2004), or the stability of cycles due to motor valve timing and adjustment of the gas-lift valve. At the same time, the Zadson pneumatic pump (ZPP) has presented good results in Brazilian fields, motivating studies to develop computational simulators for the design of this method. In the course of the present work, a physical simulator was built for the IGL and ZPP, to validate numerical simulators proposed by previous authors. The laboratory apparatus consists of four operational sets; the first set is the production column of conventional IGL, the second set is the column of ZPP, the third set represents the well-reservoir coupling and the fourth set is the injection of compressed gas. For measurement, there are pressure transducers located at various points of the apparatus and tanks for measuring the produced volume. The system of data acquisition and actuation of gas-lift and motor valves are operated by a microcontroller board. Tests were performed by changing the operating variables of the gas lift methods. The results of the study are: the identification of the concurrent stages during the IGL cycle, the fallback for various operating conditions, the stability of IGL cycles, and an operating map for the conditions of a stable IGL cycle. In addition, the operation of three lifting modes of the ZPP were tested / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo