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

In the process of drilling, the rock fragments generated by the drill are taken from the well to the surface by the drilling fluid. The drilling fluid used in Brazil is made by synthetic oil, it presents several advantages over other types of drilling fluid. However, it has the disadvantage of having high toxicity and low biodegradability, requiring a separation system of drilled cuttings contaminated with this drilling fluid. Currently, the responsible equipment for reducing these levels to the permitted by law is working under extreme conditions and residual levels generated are very close to permitted by environmental legislation. For this reason, the technique of microwave drying has been studied for use in remediation of drilled cuttings and has shown very promising because it presents high efficiency and low operational problems when it is compared to conventional equipment. Therefore, the aim of this work are to investigate the influence of various operating parameters of a microwave dryer, analyze the efficiency of the dryer microwave suited for this job and to obtain operational conditions and information for operating a industrial microwave operating in continuous flow. So were tested influence of temperature, flow rate of inert, initial fluid content, reuse of drilled cuttings, rock type, fluid type and mechanical agitation in microwave drying; tests of drying kinetics and the mapping drying inside the microwave were made. The results showed no difference in drying with the influence of inert flow and the type of fluid, but there was influence of drying temperature, the initial salt content, initial fluid content and rock type. Drying with agitation can increased the removal efficiency in 17 % with 27 mm of bed thickness, rocks with slow heating improve the removal efficiency, drilled cuttings with similar physical aspects have similar removal efficiency. The heating of rocks in the microwave depends strongly of the oxides content in its composition. The temperature control of the bed should be the upper limit of the boiling range of the hydrocarbons present in the drilling fluid. The mapping study showed that there are drying gradients inside the microwave, besides showing the intrusive effect of metals in the material, effect of the edges of the recipes and the position of exhaust fan. The equipment showed to be as efficient as others listed in the literature, which can reduce the levels of n-paraffin to below 1 % by mass. / No processo de perfuração de poços de petróleo, os fragmentos de rocha gerados pela broca, são transportados do fundo do poço até a superfície pelo fluido de perfuração. O fluido de perfuração mais utilizado no cenário brasileiro é o de base sintética, pois apresenta diversas vantagens com relação a outros tipos de fluido. Porém, apresenta a desvantagem de possuir alta toxicidade e baixa biodegrabilidade, necessitando de um sistema de separação para que o cascalho contaminado com esse fluido possa ser descartado no meio ambiente. Atualmente, o equipamento responsável pela redução destes teores até os limites permitidos por lei, opera de maneira sobrecarregada e os teores residuais alcançados estão muito próximos do permitido pela legislação ambiental. Por essa razão, a técnica de secagem por micro-ondas vem sendo estudada para ser utilizada na descontaminação de cascalhos contaminados com fluido de perfuração. Essa tecnologia mostra-se ser muito promissora, pois apresenta altas eficiências de remoção e menores problemas operacionais quando comparados aos equipamentos convencionais. Por isso, o objetivo deste trabalho é verificar a influência de algumas variáveis de operação de um secador micro-ondas de bancada adaptado para a descontaminação de cascalhos de perfuração. Além de verificar a eficiência desse equipamento e obter condições operacionais e informações suficientes para o projeto de um micro-ondas semi-industrial contínuo. Para isso, foram testadas as influências da temperatura, vazão de inerte, teor inicial de fluido, reutilização do cascalho, tipo de rocha, tipo de fluido e a presença da agitação mecânica na secagem por micro-ondas; foram feitos testes de cinética de secagem por micro-ondas e feito o mapeamento da secagem no interior do equipamento. Os resultados mostraram que não houve diferença na secagem por micro-ondas para diferentes vazões de inerte e tipo de fluido, porém houve influência da temperatura da secagem, do teor inicial de sal, do teor inicial de fluido e do tipo de rocha. A agitação mecânica aumentou a eficiência de remoção em 17% para um leito de 27 mm de espessura; o aquecimento lento de cascalhos melhoram a eficiência de remoção; cascalhos contaminados que apresentam aspectos físicos iguais apresentam eficiência de remoção semelhantes. O aquecimento de rochas no micro-ondas depende, fortemente, dos teores de óxidos em sua composição. A temperatura de controle do leito deve ser acima do limite superior da faixa de ebulição dos hidrocarbonetos presentes na base do fluido de perfuração. O estudo de mapeamento mostrou que há gradientes de secagem no interior do micro-ondas, além de mostrar o efeito intrusivo de metais no material e efeito das bordas do recipiente. O equipamento apresentou ser tão eficiente quanto outros reportados na literatura, podendo reduzir os teores de n-parafina até abaixo de 1%, em massa. / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Joana Azevedo (joanad@id.uff.br) on 2017-12-11T13:15:24Z No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2018-01-10T15:41:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-10T15:41:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Alinne S Moreira.pdf: 2603904 bytes, checksum: d32d6697689a376a5eb10cd73052d2b2 (MD5) Previous issue date: 2017-01-11 / Em função da ocorrência de acidentes industriais catastróficos, observados nas últimas décadas, a segurança de processos emergiu como um tema de grande relevância, sobretudo para as organizações classificadas como de alto risco. Tal fato deveu-se aos impactos ambientais, materiais, humanos e aos ativos intangíveis, decorrentes destes eventos. Na indústria do petróleo, a maior representação deste tipo de acidente é o ocorrido durante a perfuração do poço de petróleo Macondo, no Golfo do México, em 2010. Este evento demonstrou que havia, àquela época, fragilidades na indústria de óleo e gás em todo o mundo, além de dúvidas quanto à capacidade de governos e agências reguladoras para prevenir e contingenciar ocorrências dessa magnitude. Por este motivo, tal acidente demandou mudanças imediatas e impactantes na regulamentação vigente e na gestão da segurança de processos das empresas deste ramo. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo propor práticas para a melhoria da gestão da segurança de processos, na atividade de construção de poços marítimos de uma empresa petrolífera brasileira, de modo a evitar a ocorrência de acidentes de grande magnitude, como o ocorrido no Golfo do México. Para atender ao objetivo proposto, foram analisados casos de sucesso na indústria e foi conduzido um estudo de caso na empresa onde se pretende implementar o modelo de gestão. Este último foi realizado na área de transporte aéreo de pessoas, que também possui operações de alto risco, tal como a atividade de construção de poços de petróleo. Desta forma, além de ter grande contribuição científica, esta pesquisa pode ser inspiradora para as empresas que estejam diante do desafio de gerir a segurança dos seus processos, em cenários de grande complexidade, onde a combinação de diferentes variáveis podem causar acidentes de grandes proporções. / Due to occurrences of major accidents, observed in recent decades, process safety emerged as a very important issue for high risk organizations. This is because such accidents are characterized by the environmental, material, human and intangible assets impacts. In the oil and gas industry, the main representation of major accident is Macondo, a well drilled in the Gulf of Mexico in 2010. This event had shown the oil and gas industry’s weakness and had created doubts about the ability of governments and regulatory agencies to prevent and to manage occurrences of this magnitude. At that time, Macondo required immediate and impactful changes in the current regulations and in process safety management of oil and gas companies. In this context, this present study aims to suggest some practices, focusing on process safety, for drilling and completion activities of a Brazilian oil company, in order to prevent the occurrence of major accidents, as occurred in Gulf of Mexico. Industry successful cases were analyzed and it was performed a case study at air transport sector, whose operations are considered as high risk, as the drilling well activity. In this way, besides the great scientific contribution, this research can inspire companies that have the challenge of manage their process safety, in high complexity scenario, where interaction of multiple variables can cause serious accidents.

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Intituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_EduardoNascimento_M.pdf: 16240698 bytes, checksum: 5bca1c01db0a9ae851bdb07bd2770078 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo da interação entre o gás da formação produtora e o fluido de perfuração durante as operações é essencial para perfuração de cada fase do poço de forma segura e econômica. Aspectos ambientais e técnicos peculiares à perfuração em águas profundas e ultra profundas exigem o uso de fluidos de perfuração sintéticos, de baixa toxicidade. O principal objetivo, deste trabalho foi o estudo do comportamento PVT desses fluidos através da determinação experimental e modelagem de propriedades termodínâmicas, tais como solubilidade, densidade e fator volume de formação dos fluidos. Estas propriedades têm um impacto importante na detecção e circulação de um kick e devem ser consideradas no planejamento e execução do controle do poço. Os resultados experimentais foram obtidos em uma célula PVT pressurizada por injeção de mercúrio e com um limite operacional de 177°C e 70 MPa. O gás utilizado foi o metano e os líquidos foram emulsões e fluidos não adensados à base de n-parafina, testados a 70°C, 90 °C e 150°C. Os efeitos da temperatura e da composição do fluido foram analisados e os resultados experimentais para solubilidade e fator volume de formação foram comparados com predições baseadas na hipótese da aditividade e ajustes matemáticos nos resultados experimentais. Alguns exemplos de cálculo do volume ganho no tanque usando as expressões analíticas obtidas são discutidos. / Abstract: The study of the interaction between the formation gas and the drilling fluid during the operations is essential to safely and economically drill each phase of the well. The environmental regulatory issues and the peculiar technical aspects involved in deep and ultradeep waters require low toxicity' synthetic drilling fluids. The main objective ofthis study was to understand the PVT behavior of those fluids by the experimental determination and modeling of thermody'pamic properties such as: solubility, specific gravity and formation volume factor of the fluids. Those properties have a direct impact on kick detection and circulation out of the well, what sb.ould be addressed in wellcontrol planning and execution. The experimental data were obtained by means of a PVT cell pressurized by mercury injection with an operating capacity of 177 °C and 70 MPa. The gas used was methane and the liquids were n-paraffin based emulsions and unweighted drilling fluids, tested at 70 °C, 90 °C and 150 °c. The temperature and fluid composition influences had been analyzed and the experimental data for solubility and formation volume factor have been compared with predictions considering the additivity hypothesis and mathematical fittings based in the experimental data. Some pit gain calculation examples using the analytical expressions obtained are also discussed. / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Celso Kazuyuki Morooka, Jose Ricardo Pelaquim Mendes, Kazuo Miura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chipindu_NjaloSocratesChipongue_M.pdf: 4694196 bytes, checksum: 6b99e27328776d4bdf9d03833efef6f0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os problemas na perfuração de poços de petróleo são responsáveis pela maior parte dos tempos não produtivos, elevando assim os custos diários das operações. Portanto, o estudo e o entendimento destes problemas contribuirá para a otimização da perfuração, melhorando assim as práticas ou mitigando os efeitos severos das anormalidades. O presente trabalho apresenta três procedimentos para identificação das causas dos problemas que poderão auxiliar o jovem profissional a caracterizar os mais variados problemas que ocorrem durante a perfuração de um poço. Neste escopo são abordadas apenas as ocorrências pré-classificadas como dificuldade de manobra, dificuldade de avanço, e prisão. O estudo usa dados dos boletins diários de perfuração dos poços, dados de mudlogging, dados obtidos por ferramentas de monitoramento contínuo da perfuração e outros dados como o fluido utilizado, a configuração da composição de fundo, o desgaste de broca, o gráfico do caliper, litologia e trajetória do poço. A caracterização dos problemas é feita mediante a identificação e associação de eventos que levam a formular hipóteses das prováveis causas dos problemas. Dois grupos de pesquisa (Unicamp e Genesis do Brasil) em engenharia de poço implementaram separadamente os procedimentos propostos. Os resultados foram coincidentes para a maioria trechos de poços marítimos de desenvolvimento analisados, o que atesta a eficácia dos procedimentos diagnósticos. Este estudo é importante para indústria, pois pode maximizar a eficiência na perfuração, através da minimização e/ou eliminação dos tempos não produtivos, responsáveis por avultadas perdas econômicas, além de permitir tornar mais robustas as ferramentas de acompanhamento, em tempo real, das operações de perfuração, na tomada de decisões e na melhoria do processo de planejamento de poço / Abstract: Drilling problems are accountable for the majority of the non productive times in the industry raising the daily operations costs. Therefore, the study and understanding of the problems will contribute to the drilling optimization, improving the practices or by mitigating their severe effects. The present work presents three procedures for identification of causes of drilling problems which can help the young professionals to characterize a wide range of problems that occur while drilling an oil well. In this scope they are studied only the problems pre-classified by occurrence as: problems in tripping, problem in drilling ahead and stuck pipe. The study uses data from the daily drilling reports, mudlogging data, on time monitoring tools data and mud data, Bottom Hole Assembly composition, bit wear report, caliper data, litology and well trajectory. The characterization of the problems is made by identification and association of the events that lead to formulate the hypotheses of the probable causes of the problems. Two research groups (Unicamp and Genesis do Brasil) in well engineering implemented separately the three proposed procedures. The results were coincident for the majority of the analyzed intervals of offshore development wells, demonstrating the efficacy of the proposed procedures. This work is important to the industry since it leads to the drilling efficiency maximization by minimization and/or elimination non productive times that are the main responsible for economic losses, beside the fact that these findings can be used to boost the capacity of the monitoring and logging tools as well as to support the on time decision making and to improve well planning process / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:14:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaNeto_EpaminondasGonzaga_M.pdf: 3589611 bytes, checksum: e5bb12837c541392cc224ea75b48dc4b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O cenário das perfurações de poços de petróleo vem mudando ao longo do tempo. Tanto pela necessidade do suprimento da demanda crescente por petróleo e gás quanto pela queda na produção de campos maduros, a perfuração de poços tem se deparado com ambientes mais agressivos a cada dia: maiores temperaturas, maiores pressões, maior afastamento em relação à costa e ambientes quimicamente mais hostis. A presença considerável de dióxido de carbono - CO2 - nos reservatórios aponta para uma maior preocupação na perfuração de poços em tais formações uma vez que, se esse componente adentra ao poço numa situação de kick, sua interação com a lama de perfuração pode alterar características importantes desse fluido, tais como: densidade, viscosidade e acidez. Este trabalho tem por objetivo investigar o comportamento PVT de sistemas contendo CO2 e líquidos com composição similar aos fluidos de perfuração à base de óleo: n-parafina pura e emulsão inversa. Foram realizados um estudo experimental de tais sistemas, uma simulação computacional, uma análise estatística dos dados obtidos para esse sistema com o intuito de avaliar as melhores correlações matemáticas para representação dos dados experimentais e aplicações de tais correlações em exemplos de controle de poço. Os resultados experimentais mostram que a simulação consegue reproduzir bem os dados experimentais (desvios de até 16%), apenas subestimando-os em frações molares de CO2 mais elevadas. Comparando os dados para o CO2, obtidos neste trabalho, com dados para o metano, obtidos da literatura, observa-se que o sistema contendo CO2 apresenta, dentre outras características, maior fator de formação de volume e solubilidade até 15 vezes maior que o sistema contendo metano. Por fim, ao examinar os exemplos de controle de poço, percebe-se que quanto maior é o teor de CO2 no sistema, maior é o valor do pit gain, tornando a presença de CO2 no sistema favorável à detecção do kick / Abstract: The scenario of oil and gas well drilling has been changing over the years. Not only because the need of supplying the increasing demand for petroleum and gas but also due to the decrease on the production of mature fields, well drilling has been constantly facing aggressive environments: higher temperatures, higher pressures, higher offshore distances and hazardous chemical environments. The presence of carbon dioxide - CO2 - on reservoirs leads to a concern on well drilling in these formations because the entrance of this gas into the well, in a kick situation, and its interaction with the drilling fluid can change important characteristics of this fluid such as: density, viscosity and acidity. This work aims to evaluate the PVT behavior of the systems containing CO2 and liquids similar to the ones used as base for oil-based drilling fluids: n-paraffin and inverse emulsion. An experimental study of these systems, a computational simulation, a statistical analysis of the data acquired aiming to evaluate the best mathematical correlations to represent these data and applications of these correlations were carried out. The experimental results show that the simulation can reproduce satisfactorily the experimental data (deviations up to 16%), only underestimating them at higher CO2 molar fractions. When comparing the data for CO2, obtained in this work, and the ones for methane, obtained from literature, it is possible to notice that the system containing CO2 has, among other characteristics, higher oil volume formation factor and solubility 15 times greater than the system containing methane. Finally, by examining well control examples, one can notice that the pit gain assumes higher values as the CO2 content increases making the presence of CO2 in the system favorable to kick detection / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezerra_EvileneMatias_M.pdf: 21888888 bytes, checksum: a4a5d951f2e84456bcf3994127860284 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Durante a operação de perfuração com fluidos base óleo, particularmente fluidos orgànicos, o entendimento do comportamento da mistura fluido de perfuração e fluido invasor (numa situação de kick) é de suma importância para o controle do poço. Especialmente na situação de um kick de gás, a detecção do influxo e a previsão de pressões no poço e da distribuição de fases (líquida e gasosa) durante a circulação, são bastante dificultadas quando se utilizam fluidos orgânicos. No presente trabalho foram realizados dois estudos: i) modelagem termodinâmica de misturas multicomponentes e ii) modelagem do controle de poço, utilizando-se os resultados referentes ao comportamento de fases de misturas gás-liquido. O modelo termodinâmico se baseou na equação de estado de Peng-Robinson, trabalhando-se com regras de mistura e parâmetros de interação binária através de um método de contribuição de grupo. A validação da modelagem termodinâmica foi feita através da comparação de resultados obtidos com dados da literatura. O modelo para estudo do controle de poços utilizou a modelagem termodinâmica desenvolvida, o que permitiu a previsão de pressões e de volumes no interior do poço, durante a circulação de um kick de metano. O efeito da solubilidade do gás no fluido de perfuração durante detecção e circulação do influxo foi realizada através de uma análise de sensibilidade de parâmetros / Abstract: During drilling operations with oil based fluids, particularly organic fluids. the understanding of the behavior of the invading and drilling fluid (during a kick situation) is a very important issue. Specially in a gas kick occurrence, kick detection. Pressure and volume prediction, as well as phase distribution (liquid and gas) during influx circulation, are more difficult to evaluate when synthetic fluids are applied. ln the present work two studies have were performed: i) thermodynamic modeling of multi-component mixtures; and ii) well control simulation applying the gas-liquid phase behavior results. The thermodynamic model was based in Peng-Robinson EOS, working with mixing rules and binary interaction parameters through a group contribution method. The validation of the thermodynamic modeling was performed by comparison of the computed results with published data for various gas-liquid mixtures The developed well control simulator applied the PVT modeling, what allowed the prediction of wellbore pressure and volumes during the methane kick circulation out of the hole. The study of the effect of gas solubility in the drilling fluid was conducted by a parameter sensitivity analysis / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo

Submitted by Eduardo Franco Alves Ferreira (eduefaf@hotmail.com) on 2013-06-05T17:09:07Z No. of bitstreams: 1 VF Submissão.pdf: 2248116 bytes, checksum: b4b79e39d714a60eb6a3925edd17f5ed (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2013-06-05T17:20:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 VF Submissão.pdf: 2248116 bytes, checksum: b4b79e39d714a60eb6a3925edd17f5ed (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T18:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VF Submissão.pdf: 2248116 bytes, checksum: b4b79e39d714a60eb6a3925edd17f5ed (MD5) Previous issue date: 2013-05-08 / Este trabalho tem como objetivo abordar as estruturas de financiamento de sondas de perfuração de poços de petróleo, tendo sido duas opções selecionadas para serem discutidas: o uso de empréstimos bancários e o uso de Project Bonds. O trabalho sugere uma estrutura híbrida de financiamento que tem sido usada no Brasil desde 2010 para sondas de perfuração de poços de petróleo, mas de forma não planejada, sem uma análise mais robusta dos fatores que podem interferir na escolha de uma opção em detrimento da outra. Se por um lado as restrições ao financiamento bancário de longo prazo estão aumentando, principalmente devido à adoção das regras da Basiléia III, logo isso tende a diminuir a preferência dos bancos por financiamentos de longo prazo. Por outro lado, o investidor institucional tem buscado diversificar seus investimentos de longo prazo, principalmente após a diminuição das taxas de juros nos países desenvolvidos (Europa e América do Norte). O momento atual é favorável para a discussão desta temática, portanto, o trabalho analisa de forma crítica o cenário e as opções mais utilizadas de financiamento e sugere uma alternativa de financiamento das sondas usadas na perfuração de poços para exploração de petróleo. Para tanto, foi realizado um estudo de caso, onde foi feita uma simulação de financiamento de uma sonda de perfuração do tipo drillship usando duas estruturas de financiamento: a primeira foi um empréstimo bancário via Project Finance e a segunda foi um empréstimo bancário via Project Finance pelo período de construção e um Project Bond após o período de construção pelo prazo remanescente. Em seguida foi feita uma análise quantitativa de algumas variáveis (taxa Treasury e risco de crédito da Petrobrás) que podem impactar as duas opções de estrutura de financiamento com o objetivo de fazer inferências sobre quais considerações os indivíduos tomadores de decisão do mercado, tais como o banco e o investidor institucional, precisam analisar antes de contratar a construção de uma sonda. Esta análise contribuirá para aumentar a previsibilidade na escolha da alternativa de financiamento de forma a proporcionar ao empreendedor a opção de financiamento mais barata antecipadamente e para que ele não precise esperar o período de construção acabar para optar em continuar no empréstimo bancário ou emitir um Project Bond. Se o empreendedor souber como essas duas variáveis se comportam durante o período de construção, poderá optar pela alternativa de financiamento mais barata no momento da estruturação do empréstimo inicial, economizando dinheiro devido ao fato de o período de empréstimo ser menor (o empréstimo seria apenas pelo período de construção) e, consequentemente, teria taxas de juros menores, quanto pelos custos adicionais cobrados em duplicidade (durante a estruturação do empréstimo e depois durante a emissão do Project Bond) que poderiam ser cobrados considerando a operação como um todo.

Este trabalho apresenta a modelagem do sistema elétrico de potência de uma plataforma de perfuração dotada de sistema de posicionamento dinâmico. Para tanto, inicialmente são apresentados os conceitos fundamentais de tais unidades, servindo como base teórica e justificando a necessidade de tal estudo. Posteriormente, são apresentados de forma mais detalhada os sistemas de propulsão e geração com as respectivas estratégias de controle. Para a propulsão, estes são acionados por motores de indução trifásicos tendo velocidade controlada a partir da estratégia Direct Torque Control utilizando inversores de três níveis. Para a geração, são utilizados motores diesel como máquinas primárias acoplados a geradores síncronos trifásicos, juntamente com seus respectivos reguladores de velocidade e de tensão. Primeiramente, a operacionalidade destes modelos propostos é confirmada a partir de simulações no programa computacional MATLABR®, utilizando-se a ferramenta gráfica Simulink. Na sequência, a modelagem do sistema de potência completo é obtida no mesmo programa computacional, onde são incluídos os devidos cabeamentos, transformadores e cargas dinâmicas representando os equipamentos de perfuração e de baixa tensão. Utilizando-se de patamares de carga e comandos de velocidade de propulsores obtidos de uma plataforma real em operação de perfuração são realizadas simulações neste sistema completo, tanto com os barramentos de alta tensão interligados quanto segregados. Dentre os resultados obtidos, observa-se que os controles de tensão e de frequência são adequados, além da correta divisão de carga entre geradores a partir do método droop compensado. Por fim, com o intuito de mostrar a potencialidade do sistema obtido, são realizadas análises de curto-circuito mantendo os barramentos de alta tensão interligados, onde é possível observar a propagação da queda de tensão quando a falta ocorre em um barramento de baixa tensão, além das consequências para todo o sistema quando tais faltas são aplicadas no nível de alta tensão. / This work presents the electrical power system modeling of a drilling rig equipped with a dynamic positioning system. Initially, fundamental concepts of such units are presented, bringing a theoretical basis and justifying the need for this study. Subsequently, the propulsion and generation systems as well as their respective control strategies are presented in detail. In regard to the thrusters, they are driven by three-phase induction motors and their speed are controlled by Direct Torque Control strategy using three-level inverters. In respect of the generation system, the prime movers are modeled as diesel engines coupled to three-phase synchronous generators, in addition to their respective speed and voltage regulators. Firstly, the functionality of the proposed models is confirmed by simulations in MATLABR® using Simulink graphical tool. After, the modeling of the complete power system is obtained on the same software, which considers the inclusion of appropriate wiring, transformers and dynamic loads representing the drilling and low voltage equipment. By using load levels and thruster speed commands from an actual vessel during a drilling operation, simulations are carried out at the complete system, considering the high voltage busbars at either connected or segregated configuration. Among the obtained results, it is possible to observe suitable voltage and frequency controls, besides the correct generators load sharing in compensated droop mode. Lastly, to present the potentiality of the obtained system, a short-circuit analysis is performed with the high voltage busbars connected, where it is noticed the means of the voltage drop propagates through the system when the fault occurs at a low voltage busbar, besides the consequences when similar faults are applied at the high voltage level.

Este trabalho apresenta uma análise paramétrica da reposta dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo com controle proporcional-integral de velocidade não colocalizado. A operação de perfuração de poços de petróleo e gás em águas profundas consiste na abertura de poços em solo rochoso através de uma broca cuja rotação é controlada por uma mesa rotativa na superfície. O torque imposto pela mesa é transmitido à broca por meio de uma coluna de perfuração. Particularmente no caso de perfuração em águas profundas, as colunas de perfuração podem ser muito extensas e, portanto, bastante flexíveis. As vibrações ocasionadas pela grande flexibilidade das colunas de perfuração são as principais responsáveis por falhas no processo de perfuração. Em particular, o fenômeno não-linear conhecido como stick-slip e relacionado às vibrações torcionais da coluna de perfuração, faz com que um sistema de controle projetado para manter a velocidade da mesa constante dê origem a grandes oscilações na velocidade da broca. Na prática, este fenômeno é amplificado pela inerente não-linearidade do contato entre broca e formação rochosa e pela forte não colocalização entre mesa rotativa e broca. Este trabalho tem por principal objetivo realizar uma análise paramétrica da dinâmica do processo de perfuração, usando um modelo de dois graus de liberdade para representar o conjunto mesa rotativa, coluna de perfuração e broca, para identificar condições nas quais uma lei de controle simples do tipo linear proporcional-integral pode fornecer um desempenho de perfuração estável e satisfatório. / This paper presents a parametric analysis of the dynamics of oilwell drillstrings with non-collocated proportional-integral velocity control. The drilling operation for oil and gas in deep waters consists of opening wells in rocky ground formation by a drill, whose angular speed is controlled by a rotary table at the surface. The torque applied by the table is transmitted to the drill-bit through the drillstring. Particularly in the deepwater drilling case, the drillstring can be very long and therefore very flexible. The vibrations caused by the great flexibility of drilling columns are mainly responsible for the failures in the drilling process. In particular, the nonlinear phenomenon known as stick-slip and related to the torsional vibration of the drillstring, makes that a control system designed to maintain a constant angular velocity at the table yield large variations at the drill-bit angular velocity. In practice, this phenomenon is amplified by the inherent nonlinearity of the contact between drill bit and rock formation and by the strong non-colocalization between rotary table and drill-bit. The main objective of this work is to perform a parametric analysis of the dynamics of the drilling process, using a two degrees of freedom model in order to represent the rotary table assembly, the drilling column and drill-bit, to identify conditions in which a simple control law, such as a linear proportional-integral velocity control, can provide a stable and satisfactory drilling performance.