Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmandaDOSD_DISSERT.pdf: 3108692 bytes, checksum: 6c24c65f349d3aca5d9122aa78c3b00c (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / A modelagem de processos industriais tem auxiliado na produ??o e minimiza??o de custos, permitindo a previs?o dos comportamentos futuros do sistema, supervis?o de processos e projeto de controladores. Ao observar os benef?cios proporcionados pela modelagem, objetiva-se primeiramente, nesta disserta??o, apresentar uma metodologia de identifica??o de modelos n?o-lineares com estrutura NARX, a partir da implementa??o de algoritmos combinados de detec??o de estrutura e estima??o de par?metros. Inicialmente, ser? ressaltada a import?ncia da identifica??o de sistemas na otimiza??o de processos industriais, especificamente a escolha do modelo para representar adequadamente as din?micas do sistema. Em seguida, ser? apresentada uma breve revis?o das etapas que comp?em a identifica??o de sistemas. Na sequ?ncia, ser?o apresentados os m?todos fundamentais para detec??o de estrutura (Modificado Gram- Schmidt) e estima??o de par?metros (M?todo dos M?nimos Quadrados e M?todo dos M?nimos Quadrados Estendido) de modelos. No trabalho ser? tamb?m realizada, atrav?s dos algoritmos implementados, a identifica??o de dois processos industriais distintos representados por uma planta de n?vel did?tica, que possibilita o controle de n?vel e vaz?o, e uma planta de processamento prim?rio de petr?leo simulada, que tem como objetivo representar um tratamento prim?rio do petr?leo que ocorre em plataformas petrol?feras. A disserta??o ? finalizada com uma avalia??o dos desempenhos dos modelos obtidos, quando comparados com o sistema. A partir desta avalia??o, ser? poss?vel observar se os modelos identificados s?o capazes de representar as caracter?sticas est?ticas e din?micas dos sistemas apresentados nesta disserta??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GasparFDJ_DISSERT.pdf: 3388304 bytes, checksum: 086a8f61099f69978a8b9f477f351d24 (MD5) Previous issue date: 2014-01-23 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Slugging is a well-known slugging phenomenon in multiphase flow, which may cause problems such as vibration in pipeline and high liquid level in the separator. It can be classified according to the place of its occurrence. The most severe, known as slugging in the riser, occurs in the vertical pipe which feeds the platform. Also known as severe slugging, it is capable of causing severe pressure fluctuations in the flow of the process, excessive vibration, flooding in separator tanks, limited production, nonscheduled stop of production, among other negative aspects that motivated the production of this work . A feasible solution to deal with this problem would be to design an effective method for the removal or reduction of the system, a controller. According to the literature, a conventional PID controller did not produce good results due to the high degree of nonlinearity of the process, fueling the development of advanced control techniques. Among these, the model predictive controller (MPC), where the control action results from the solution of an optimization problem, it is robust, can incorporate physical and /or security constraints. The objective of this work is to apply a non-conventional non-linear model predictive control technique to severe slugging, where the amount of liquid mass in the riser is controlled by the production valve and, indirectly, the oscillation of flow and pressure is suppressed, while looking for environmental and economic benefits. The proposed strategy is based on the use of the model linear approximations and repeatedly solving of a quadratic optimization problem, providing solutions that improve at each iteration. In the event where the convergence of this algorithm is satisfied, the predicted values of the process variables are the same as to those obtained by the original nonlinear model, ensuring that the constraints are satisfied for them along the prediction horizon. A mathematical model recently published in the literature, capable of representing characteristics of severe slugging in a real oil well, is used both for simulation and for the project of the proposed controller, whose performance is compared to a linear MPC / A golfada ? um regime inst?vel do fluxo multif?sico, com oscila??es de press?o e vaz?o abruptas no processo de produ??o de petr?leo, podendo ocasionar problemas tais como vibra??o na tubula??o e alto n?vel de l?quido nos separadores. Pode ser classificada de acordo com seu local de ocorr?ncia. A mais severa destas, conhecida como golfada no riser, ocorre na tubula??o vertical que alimenta a plataforma. Conhecida tamb?m como golfada severa, ela ? capaz de causar bruscas oscila??es na press?o, nas vaz?es do processo, vibra??o excessiva, inunda??o dos tanques separadores, produ??o limitada, parada n?o programada da plataforma, entre outros aspectos negativos que motivaram a produ??o deste trabalho. Uma solu??o vi?vel para lidar com tal problema seria projetar um m?todo efetivo para a remo??o ou diminui??o deste regime, como um controlador. De acordo com a literatura, o controlador convencional PID n?o apresenta bons resultados devido ao alto grau de n?o linearidade do processo, o que impulsionou o desenvolvimento de t?cnicas avan?adas de controle. Dentre estas, o controlador preditivo, cuja a??o de controle resulta da solu??o de um problema de otimiza??o, al?m de ser uma t?cnica que apresenta robustez e pode incorporar restri??es f?sicas e/ou de seguran?a. O objetivo deste trabalho ? estudar a aplica??o de uma t?cnica de controle preditivo n?o linear ao controle de golfada severa, visando controlar a quantidade de massa l?quida no riser atuando na v?lvula de produ??o e, indiretamente, suprimir as oscila??es de vaz?o e press?o. Com a finalidade de obter benef?cios ambientais e econ?micos. A t?cnica de controle preditivo proposta baseia-se no uso de aproxima??es lineares do modelo e na resolu??o repetida de um problema de otimiza??o quadr?tica que proporciona solu??es que melhoram a cada itera??o. No caso em que a converg?ncia desse algoritmo ? satisfeita, os valores preditos das vari?veis do processo s?o iguais ?queles que seriam obtidos pelo modelo n?o linear original, garantindo que as restri??es nessas vari?veis sejam satisfeitas ao longo do horizonte de predi??o. Um modelo matem?tico publicado recentemente na literatura, capaz de representar caracter?sticas da golfada severa em um po?o real, ? utilizado tanto para a simula??o, quanto para projeto do controlador proposto, cujo desempenho ? comparado ao de um controlador preditivo linear

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GertrudesOQ.pdf: 1545154 bytes, checksum: 8733f5db29d9ddd6780de7e34160f375 (MD5) Previous issue date: 2005-12-16 / Thermal methods made heavy oil production possible in fields where primary recovery failed. Throughout the years steam injection became one of the most important alternatives to increase heavy oil recovery. There are many types of steam injection, and one of them is the cyclic steam injection, which has been used with success in several countries, including Brazil. The process involves three phases: firstly, steam is injected, inside of the producing well; secondly, the well is closed (soak period); and finally, the well is put back into production. These steps constitute one cycle. The cycle is repeated several times until economical production limit is reached. Usually, independent of reservoir type, as the number of cycles increases the cyclic injection turns less efficient. This work aims to analyze rock and reservoir property influence in the cyclic steam injection. The objective was to study the ideal number of cycles and, consequently, process optimization. Simulations were realized using the STARS simulator from the CMG group based in a proposed reservoir model. It was observed that the reservoir thickness was the most important parameter in the process performance, whilst soaking time influence was not significant / Os m?todos t?rmicos viabilizaram a produ??o de ?leo pesado em campos considerados n?o comerciais pelos m?todos convencionais de recupera??o. A inje??o de vapor, em particular, veio a se consagrar ao longo dos anos e ? hoje uma das principais alternativas economicamente vi?vel para o aumento da recupera??o dos ?leos pesados. Dentre as ramifica??es da inje??o de vapor existentes a inje??o c?clica tem sido utilizada com sucesso em escalas comerciais em v?rios pa?ses, incluindo o Brasil. O processo envolve tr?s fases: a primeira ? a inje??o de vapor na qual o vapor ? injetado, dentro do po?o produtor, por um per?odo espec?fico de tempo; em seguida, o po?o ? fechado por um curto per?odo de tempo ( soak period ); e finalmente, o po?o ? recolocado em produ??o durante meses a anos. Esse processo constitui um ciclo. O ciclo ? repetido um n?mero de vezes at? que o limite econ?mico na produ??o seja alcan?ado. Independente do tipo de reservat?rio, a inje??o c?clica geralmente se torna menos eficiente ? propor??o que o n?mero de ciclos aumenta. Este trabalho visa analisar a influ?ncia de algumas propriedades de rocha e reservat?rio na inje??o c?clica de vapor a fim de estudar o n?mero ideal de ciclos e, conseq?entemente, otimizar o processo. Foram realizadas simula??es, utilizando o simulador STARS do grupo CMG, a partir de um modelo de reservat?rio proposto. Observou-se que o efeito da espessura do reservat?rio foi o par?metro que mais influenciou no desempenho do processo, enquanto que para o tempo de soaking essa influ?ncia n?o foi significativa

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T20:55:14Z No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-24T23:17:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T23:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / A exposi??o dos po?os de petr?leo a condi??es extremas os tem levado a in?meros problemas de integridade, mesmo quando projetados adequadamente. O uso de t?cnicas de recupera??o, tal como a inje??o c?clica de vapor, submete os materiais a varia??es de temperatura severas reduzindo a vida ?til do po?o; ainda, podendo levar ? falha do revestimento met?lico e da bainha de cimento. A perda da integridade da bainha de cimento pode acarretar no vazamento dos fluidos presentes na forma??o e, em alguns casos, ocasionando significantes preju?zos ambientais e econ?micos. No caso de po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor, a resist?ncia, a flexibilidade e as propriedades t?rmicas t?m sido apontadas como chave do problema. Neste trabalho, as an?lises termomec?nicas foram realizadas utilizando o m?todo dos elementos finitos em modo transiente. O revestimento met?lico, a bainha de cimento e a forma??o foram modelados utilizando-se um modelo 2D axissim?trico com elementos quadril?teros de 8 n?s. Foi analisado o comportamento mec?nico de bainha de cimento, sendo tr?s formula??es de pastas estudadas: pasta de refer?ncia e mais duas aditivadas com l?tex em concentra??es de 125 e 250 ml/kg de cimento. A influ?ncia da espessura da bainha de cimento e a taxa de aquecimento foram observadas como tamb?m seis diferentes valores de coeficientes de expans?o t?rmica para pasta de cimento. Foram analisados gradientes de temperaturas distintos de 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC e 350 oC, t?picas temperaturas encontradas no processo de inje??o de vapor, bem como em meio a forma??es com v?rios n?veis de rigidez. O estudo evidenciou que um dos problemas da integridade da bainha de cimento devido a inje??o de vapor est? associado a fase de aquecimento do po?o e localizado na regi?o da bainha pr?ximo ? forma??o. Foi constatado que vincular o emprego da formula??o mais flex?vel e expansiva a uma aplica??o do gradiente de temperatura de modo mais lento, pode prevenir o surgimento de danos na bainha de cimento evitando manobras de recimenta??o. Tal procedimento se mostrou eficaz para meios rochosos mais r?gidos bem como para temperaturas alvo mais elevadas. / Exposure of oil wells to extreme conditions has led to numerous integrity issues, even when designed properly. The use of recovery techniques, such as the cyclic steam injection, submits the materials to severe temperature variations, reducing the oil well lifespan; and may lead to failure of the steel casing and cement sheath. The loss of integrity of the cement sheath may lead to leakage of the fluids present in the formation and, in some cases, causing significant environmental and economic damages. In the case of wells subjected to the cyclic steam injection, resistance, flexibility and thermal properties have been identified as the key to the problem. In the present work, thermomechanical analyzes were performed using the finite element method in transient mode. The steel casing, the cement sheath and the formation were modeled using an axisymmetric 2D model with 8-node quadrilateral elements. The mechanical behavior of the cement sheath was analyzed, being three formulations of pastes studied: reference paste and two other paste with latex additives in concentrations of 125 and 250 ml / kg of cement. The influence of the cement sheath thickness and the heating rate were observed as well as six different coefficient values of thermal expansion for cement paste. It was analyzed the temperature gradients of 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC and 350 oC, typical temperatures encountered during the steam injection process, as well as between formations with various levels of rigidity. The study revealed that one of the problems of cement sheath integrity due to steam injection is associated with the heating phase of the well and located in the region of the sheath near the formation. It has been found that linking the use of the more flexible and expansive formulation to an extending temperature gradient period application may prevent damage to the cement sheath by avoiding recementing maneuvers. Such a procedure proved to be effective for more rigid rock media as well as for higher target temperatures.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaFGM.pdf: 2684798 bytes, checksum: 4d672e17bab00bdd5d88eb70b9c57edf (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Many studies on environmental ecosystems quality related to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) have been carried out routinely due to their ubiquotus presence worldwide and to their potential toxicity after its biotransformation. PAH may be introduced into the environmet by natural and anthropogenic processes from direct runoff and discharges and indirect atmospheric deposition. Sources of naturally occurring PAHs include natural fires, natural oil seepage and recent biological or diagenetic processes. Anthropogenic sources of PAHs, acute or chronic, are combustion of organic matter (petroleum, coal, wood), waste and releases/spills of petroleum and derivatives (river runoff, sewage outfalls, maritime transport, pipelines). Besides the co-existence of multiples sources of PAH in the environmental samples, these compounds are subject to many processes that lead to geochemical fates (physical-chemical transformation, biodegradation and photo-oxidation), which leads to an alteration of their composition. All these facts make the identification of the hydrocarbons sources, if petrogenic, pyrolytic or natural, a challenge. One of the objectives of this study is to establish tools to identify the origin of hydrocarbons in environmental samples. PAH diagnostic ratios and PAH principal component analysis were tested on a critical area: Guanabara Bay sediments. Guanabara Bay is located in a complex urban area of Rio de Janeiro with a high anthropogenic influence, being an endpoint of chronic pollution from the Greater Rio and it was the scenario of an acute event of oil release in January 2000. It were quantified 38 compounds, parental and alkylated PAH, in 21 sediment samples collected in two surveys: 2000 and 2003. The PAH levels varied from 400 to 58439 ng g-1. Both tested techniques for origin identification of hydrocarbons have shown their applicability, being able to discriminate the PAH sources for the majority of the samples analysed. The bay sediments were separated into two big clusters: sediments with a clear pattern of petrogenic introduction of hydrocarbons (from intertidal area) and sediments with combustion characteristics (from subtidal region). Only a minority of the samples could not display a clear contribution of petrogenic or pyrolytic input. The diagnostic ratios that have exhibited high ability to distinguish combustion- and petroleum-derived PAH inputs for Guanabara Bay sediments were Phenanthrene+Anthracene/(Phenanthrene+Anthracene+C1Phenanthrene); Fluorantene/(Fluorantene+Pyrene); Σ (other 3-6 ring PAHs)/ Σ (5 alkylated PAH series). The PCA results prooved to be a useful tool for PAH source identification in the environment, corroborating the diagnostic indexes. In relation to the temporal evaluation carried out in this study, it was not verified significant changes on the class of predominant source of the samples. This result indicates that the hydrocarbons present in the Guanabara Bay sediments are mainly related to the long-term anthropogenic input and not directly related to acute events such as the oil spill of January 2000. This findings were similar to various international estuarine sites. Finally, this work had a complementary objective of evaluating the level of hydrocarbons exposure of the aquatic organisms of Guanabara Bay. It was a preliminary study in which a quantification of 12 individual biliar metabolites of PAH was performed in four demersal fish representing three different families. The analysed metabolites were 1-hydroxynaphtalene, 2-hidroxinaphtalene, 1hydroxyphenanthrene, 9-hydroxyphenanthrene, 2-hydroxyphenanthrene, 1hydroxypyrene, 3-hidroxibiphenil, 3- hydroxyphenanthrene, 1-hydroxychrysene, 9hydroxyfluorene, 4-hydroxyphenanthrene, 3-hydroxybenz(a)pyrene. The metabolites concentrations were found to be high, ranging from 13 to 177 ?g g-1, however they were similar to worldwide regions under high anthropogenic input. Besides the metabolites established by the used protocol, it was possible to verified high concentrations of three other compounds not yet reported in the literature. They were related to pyrolytic PAH contribution to Guanabara Bay aquatic biota: 1-hydroxypyrine and 3-hydroxybenz(a)pyrine isomers / In?meros estudos da qualidade de ecossistemas naturais em rela??o a contamina??o de hidrocarbonetos polic?ciclos arom?ticos (HPA) t?m sido desenvolvidos continuadamente face a sua presen?a ub?quoa em todo o planeta e ao seu potencial t?xico ap?s a biotransforma??o. A introdu??o dos HPA no meio ambiente pode ocorrer atrav?s de processos naturais e antropog?nicos, atrav?s de despejos e/ou drenagens e deposi??o atmosf?rica indireta. Fontes naturais de HPA incluem queimadas naturais, exsuda??es de ?leo e processos biog?nicos recentes. Fontes antropog?nicas de HPA, advindas de eventos cr?nicos ou agudos, s?o a combust?o incompleta de ?leo combust?vel automotivo e industrial, a queima intencional de madeira e planta??es, os despejos dom?sticos e industriais, as drenagens pluviais urbanas, os efluentes da ind?stria petrol?fera, os derrames acidentais de ?leo e derivados. Al?m da coexist?ncia de m?ltiplas fontes destes hidrocarbonetos nas amostras ambientais, os HPA est?o sujeitos a v?rios processos geoqu?micos que conduzem ? altera??o de sua composi??o qu?mica ao longo do tempo, tornando a identifica??o das fontes contaminantes, se petrog?nica, pirol?tica ou natural, um verdadeiro desafio. Desta forma, um dos objetivos deste estudo foi estabelecer ferramentas que possibilitem a determina??o das fontes de hidrocarbonetos no meio ambiente. Foram utilizadas raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais de HPA, tendo sido quantificados 38 compostos, incluindo os HPA parentais e alquilados, em 21 amostras de sedimento da Ba?a de Guanabara, coletadas nos anos de 2000 e 2003. A Ba?a de Guanabara ? um ecossistema estuarino com elevada influ?ncia antropog?nica, que recebe polui??o cr?nica da regi?o metropolitana do Rio de Janeiro e que foi cen?rio de um derrame de ?leo em janeiro de 2000. As concentra??es de HPA nos sedimentos estudados apresentaram-se na faixa de 400 a 58439 ng g-1. Ambas as t?cnicas de diferencia??o de fontes de HPA testadas, raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais, demonstraram sua aplicabilidade, permitindo a diferencia??o das fontes de HPA para a maioria dos sedimentos da ba?a, que foram divididos em dois grandes grupos: sedimentos com padr?es de introdu??o de hidrocarbonetos predominantemente petrog?nicos e sedimentos com caracter?sticas de combust?o. Apenas uma minoria de amostras n?o apresentou com nitidez a natureza de sua contamina??o. As raz?es que apresentaram maior capacidade em diferenciar as fontes de HPA foram Fluoranteno / (Fluoranteno + Pireno), (Fenantreno + Antraceno) / (Fenantreno + Antraceno + C1Fenantreno) e o ?ndice pirol?tico, Σ (HPA parentais de 3-6 an?is) /Σ (5 s?ries de HPA alquilados). Na avalia??o temporal realizada neste estudo n?o foram verificadas varia??es significativas na natureza das fontes contaminantes predominantes na ba?a, revelando que os hidrocarbonetos presentes est?o correlacionados principalmente com os aportes cr?nicos e n?o diretamente com eventos agudos como o derrame de ?leo ocorrido em janeiro de 2000. Este estudo teve como segundo objetivo a avalia??o preliminar do n?vel de exposi??o a que os organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara est?o submetidos, atrav?s da quantifica??o de 12 metab?litos individuais de HPA presentes em bile de peixe de quatro esp?cies demersais representativas de tr?s fam?lias diferentes. Os metab?litos analisados foram 1-hidroxinaftaleno, 1-hidroxifenantreno, 9hidroxifenantreno, 2-hidroxinaftaleno, 2-hidroxifenantreno, 1-hidroxipireno, 3hidroxibifenila, 3-hidroxifenantreno, 1-hidroxicriseno, 9-hidroxifluoreno, 4hidroxifenantreno, 3-hidroxibenzo(a)pireno. As concentra??es encontradas nas esp?cies de peixes analisadas mostraram-se elevadas, na faixa de 13 a 177 ?g g1, por?m similares ?s encontradas em algumas regi?es de grande influ?ncia antropog?nica, tanto no Brasil quanto no exterior. Al?m dos metab?litos estabelecidos pela metodologia utilizada, foi poss?vel quantificar tr?s compostos, ainda n?o reportados na literatura, em concentra??es relevantes. Estes metab?litos, relacionados a contribui??o pirol?tica de HPA aos organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara, s?o is?meros de 1-hidroxipireno e de 3-hidroxibenzo(a)pireno

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaDMP_pre_textuais_ate_cap_3.pdf: 1552357 bytes, checksum: 286c69a88a6d2c4ec8689ee9514da8ec (MD5) Previous issue date: 2008-10-28 / Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21? for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204?F (400?C) and geopolymeric slurries are viable above 500?F (260?C) / Po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor apresentam importantes desafios para desenvolvimento de pastas de cimenta??o, devido principalmente aos esfor?os de tra??o causados pelos gradientes t?rmicos durante a sua vida ?til. Falhas em cimenta??es que empregaram pastas convencionais de elevada resist?ncia ? compress?o levaram ao emprego de pastas mais flex?veis e/ou d?cteis, com destaque para as pastas de cimento Portland com adi??o de l?tex. Recentes pesquisas t?m apresentado pastas geopolim?ricas como alternativa. Estas pastas cimentantes s?o baseadas na ativa??o alcalina de aluminosilicatos amorfos como o metacaulim ou a cinza volante e possuem propriedades vantajosas como alta resist?ncia ? compress?o, r?pido endurecimento e estabilidade t?rmica. Encontram-se na literatura formula??es geopolim?ricas b?sicas que atendem ?s especifica??es da ind?stria de petr?leo, incluindo reologia, resist?ncia ? compress?o e tempo de espessamento. Neste trabalho, desenvolveu-se novas formula??es geopolim?ricas ? base de metacaulim, silicato de pot?ssio, hidr?xido de pot?ssio, micross?lica e fibra mineral, utilizando o estado da arte em composi??o qu?mica, modelagem de misturas e aditiva??o para otimizar as propriedades relevantes para a cimenta??o de po?os. Partindo de raz?es molares consideradas ideais na literatura (SiO2/Al2O3 = 3,8 e K2O/Al2O3 = 1,0), realizou-se um estudo de misturas secas baseado no modelo do empacotamento compress?vel, obtendo-se um volume ?timo de 6% para o material s?lido adicional. Este material (micross?lica e fibra mineral) serve tanto como fonte de s?lica adicional (no caso da micross?lica) quanto refor?o mec?nico, principalmente no caso da fibra mineral, a qual incrementou a resist?ncia ? tra??o. Realizou-se o primeiro estudo mec?nico triaxial desta classe de pastas. Para efeito de compara??o, tamb?m foi realizado um estudo mec?nico de pastas convencionais ? base de l?tex. Apesar de diferen?as no modo de ruptura (fr?gil no caso dos geopol?meros, d?ctil no caso das pastas com l?tex), a superior resist?ncia compressiva uniaxial (37 MPa para a pasta geopolim?rica P5 versus 18 MPa para a pasta convencional P2), comportamento triaxial similar (?ngulo de atrito 21? para P5 e P2) e menor rigidez (na regi?o el?stica 5,1 GPa para P5 versus 6,8 GPa para P2) das pastas geopolim?ricas permitiu uma capacidade de absor??o de energia (155 kJ/m3 para P5 versus 208 kJ/m3 para P2) compar?vel entre as duas, sendo que os geopol?meros atuam no regime el?stico, sem a microfissura??o presente nas pastas com l?tex. Assim, os geopol?meros estudados neste trabalho devem ser dimensionados para aplica??es no regime el?stico para evitar fraturas fr?geis. Finalmente, a resist?ncia ? tra??o do geopol?mero ? originalmente pobre (1,3 MPa para a pasta geopolim?rica P3) devido ? sua estrutura fr?gil. Entretanto, ap?s a aditiva??o desse sistema com fibra mineral, a resist?ncia ? tra??o do mesmo tornou-se equivalente (2,3 MPa para P5 e 2,1 MPa para P2) ? das pastas com l?tex. A viabilidade t?cnica das formula??es convencionais e geopolim?ricas foi avaliada durante toda a vida ?til do po?o, incluindo os esfor?os devidos ? inje??o c?clica de vapor. Esta an?lise foi feita utilizando um software de simula??o ? base de elementos finitos. Verificou-se que as pastas convencionais s?o vi?veis at? a temperatura de 204?C (400?F) e as geopolim?ricas acima de 260?C (500?F)

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaADP_TESE.pdf: 2810011 bytes, checksum: 6f11363dfc6e540fe688b7737b77893b (MD5) Previous issue date: 2012-11-04 / Aiming to reduce and reuse waste oil from oily sludge generated in large volumes by the oil industry, types of nanostructured materials Al-MCM-41 and Al-SBA-15, with ratios of Si / Al = 50, were synthesized , and calcined solids used as catalysts in the degradation of oily sludge thermocatalytic oil from oilfield Canto do Amaro, in the state of Rio Grande do Norte. Samples of nanostructured materials were characterized by thermogravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR) and adsorption nitrogen (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a catalyst nanostructure, and ordered pore diameter and surface area according to existing literature. The oily sludge sample was characterized by determining the API gravity and sulfur content and SARA analysis (saturates, aromatics, resins and asphaltenes). The results showed a material equivalent to the average oil with API gravity of 26.1, a low sulfur content and considerable amount of resins and asphaltenes, presented above in the literature. The thermal and catalytic degradation of the oily sludge oil was performed from room temperature to 870 ? C in the ratios of heating of 5, 10 and 20 ? C min-1. The curves generated by TG / DTG showed a more accelerated degradation of oily sludge when it introduced the nanostructured materials. These results were confirmed by activation energy calculated by the method of Flynn-Wall, in the presence of catalysts reduced energy, in particular in the range of cracking, showing the process efficiency, mainly for extraction of lightweight materials of composition of oily sludge, such as diesel and gasoline / Com o objetivo de reduzir e reutilizar o res?duo de borra oleosa de petr?leo, gerado em grandes volumes pela ind?stria petrol?fera, materiais nanoestruturados dos tipos Al-MCM-41 e Al-SBA-15, com raz?es de Si/Al = 50, foram sintetizados, calcinados e utilizados como s?lidos catal?ticos na degrada??o termocatal?tica da borra oleosa de petr?leo, proveniente do campo petrol?fero Canto do Amaro, no estado do Rio Grande do Norte. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica (TG/DTG), difra??o de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e adsor??o de nitrog?nio (BET). A caracteriza??o mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com di?metro de poros e ?rea superficial de acordo com a literatura existente. A amostra de borra oleosa foi caracterizada atrav?s da determina??o do grau API e do teor de enxofre e da an?lise do SARA (saturados, arom?ticos, resinas e asfaltenos). Os resultados mostraram um material equivalente ao petr?leo m?dio, com grau API de 26,1, baixo teor de enxofre e com quantidade consider?vel de resinas e asfaltenos, acima da apresentada na literatura. A degrada??o t?rmica e catal?tica da borra oleosa de petr?leo foi realizada da temperatura ambiente at? 870?C, nas raz?es de aquecimento de 5, 10 e 20oC min-1. As curvas geradas pela TG/DTG apresentaram uma degrada??o mais acelerada da borra oleosa quando se introduziram os materiais nanoestruturados. Esses resultados foram ratificados pela energia de ativa??o, calculada atrav?s do m?todo de Flynn-Wall, em que a presen?a dos catalisadores reduziu a energia, em especial na faixa de craqueamento, mostrando a efici?ncia do processo, principalmente para a extra??o de materiais leves da composi??o da borra oleosa, como diesel e gasolina

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarloFPSC.pdf: 941846 bytes, checksum: 5fe2e2c9851039018a0653de693d001c (MD5) Previous issue date: 2006-11-27 / Wireless sensor networks are reality nowadays. The growing necessity of connectivity between existing industrial plant equipments pushes the research and development of several technologies. The IEEE 802.15.4 LR-WPAN comes as a low-cost and powersaving viable solution, which are important concerns while making decisions on remote sensoring projects. This study intends to propose a wireless communication system which makes possible the monitoring of analogic and/or digital variables (i. e., the pressure studied) involved on the artificial methods for oil and gas lifting. The main issues are: To develop a software based on SMAC Standard in order to create a wireless network to monitoring analogic and/or digital variables; To evaluate the communication link based on the number of lost packets tested in different environments (indoor and outdoor) and To propose an instrumentation system consisting of wireless devices / As redes de sensores sem fio (RSSS) j? s?o uma realidade hoje em dia, pois a grande necessidade de conectividade entre os equipamentos existentes numa planta industrial impulsiona a pesquisa e o desenvolvimento de diversas tecnologias. O padr?o LR-WPAN IEE 802.15.4 apresenta-se como uma solu??o vi?vel, com baixo custo e baixo consumo de energia, requisitos importantes para a implanta??o de um sistema de sensoriamento remoto. A contribui??o deste trabalho consiste em propor um sistema de comunica??o sem fio, que possa monitorar vari?veis anal?gicas e/ou digitais (no caso do estudo em quest?o, a press?o) nos m?todos de eleva??o artificial de petr?leo e g?s natural. Os pontos principais deste estudo s?o: Desenvolver um software baseado no Padr?o SMAC com intuito de criar uma rede sem fio com fins de monitoramento de vari?veis anal?gicas e/ou digitais; Avaliar o enlace de comunica??o com rela??o a quantidade de pacotes perdidos em diferentes ambientes (ambientes internos (Indoor) e externos (Outdoor)) e, Propor um sistema de instrumenta??o utilizando tecnologia sem fio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelBS.pdf: 1607732 bytes, checksum: d5ad875fd4dc09637b9932966f4df8c0 (MD5) Previous issue date: 2003-07-16 / The continuous gas lift method is the main artificial lifting method used in the oil industry for submarine wells, due to its robustness and the large range of flow rate that the well might operate. Nowadays, there is a huge amount of wells producing under this mechanism. This method of elevation has a slow dynamics due to the transients and a correlation between the injected gas rate and the of produced oil rate. Electronics controllers have been used to adjust many parameters of the oil wells and also to improve the efficiency of the gas lift injection system. This paper presents a intelligent control system applied to continuous gas injection in wells, based in production s rules, that has the target of keeping the wells producing during the maximum period of time, in its best operational condition, and doing automatically all necessary adjustments when occurs some disturbance in the system. The author also describes the application of the intelligent control system as a tool to control the flow pressure in the botton of the well (Pwf). In this case, the control system actuates in the surface control valve / O m?todo de eleva??o por g?s lift cont?nuo ? o principal m?todo de eleva??o artificial utilizado, principalmente, para produ??o em po?os submarinos devido a sua robustez e a larga faixa de vaz?o que o po?o pode produzir. H? um grande percentual de po?os produzindo sob este mecanismo no Brasil. Este tipo de m?todo de eleva??o apresenta algumas caracter?sticas pr?prias, sendo uma delas sua din?mica lenta devido aos transientes e outra ? a exist?ncia de uma correla??o entre a vaz?o de g?s injetado e a vaz?o de ?leo produzido. Controladores eletr?nicos t?m sido utilizados para realizar ajustes em alguns par?metros do po?o e melhorar a efici?ncia de inje??o de g?s lift. Este trabalho apresenta um sistema inteligente de controle autom?tico da inje??o de g?s, baseando-se em regras de produ??o, que busca manter os po?os equipados para g?s lift cont?nuo produzindo o maior tempo poss?vel, nas condi??es ?timas de opera??o e que faz os ajustes autom?ticos necess?rios quando ocorre alguma perturba??o no sistema. Mostra-se que ? poss?vel, utilizando o sistema inteligente apresentado, exercer o controle da press?o de fluxo no fundo do po?o (Pwf) atrav?s da manipula??o da abertura da v?lvula de controle de superf?cie