Doctor en Sistemas de Ingeniería / This thesis is compused by two research projects developed at Empresa Nacional del petroleo, ENAP. In the first part of this thesis we present an optimization framework for determining the optimal schedule for a fleet of tankers delivering refined petroleum products for ENAP, a state-owned company in Chile. The scheduling process addresses the distribution task of satisfying the demand for multiple products to multiple clients while minimizing the overall cost. These clients have different storage capacities and are located near ports along the coast. The optimization model is an exact one, based on defining each leg of each trip for each tanker. It was however a very large scale MIP model unsolvable using a commercial code (Node Model). We generated an approximate model based on a set of feasible routes for each tanker. This model make the problem more tractable and provides good feasible solutions (Routes model). The best solution is used as a hot start for the original Node Model, allowing its solution with very low residual gaps in moderate computer times. This two-step approach was implemented and has been used at ENAP since 2015. A graphical user interface provides a friendly format for the schedulers. The new system replaces the manual process that was used in the past. It has been a milestone change at ENAP and it is currently saving 8-9% of the total operational cost for the maritime distribution system. In the second part of this work we describe the creation, development, implementation and impact of a system optimizing the distribution of petroleum products by pipeline at ENAP. Scheduling used to be done by hand, based on experience and on the need to satisfy physical constraints in the pipeline, supply constraints in and out of the refinery and demand constraints from clients. The complexity of the problem and the need to cut down on operating costs suggested turning to optimization, specifically integer programming. The positive results of the project owe a lot to the constant interaction between schedulers, deciders, and the optimization team, and to the insights provided by the schedulers that allowed to limit the model's complexity. The resulting system is easy to use for schedulers thanks to a graphical user interface (GUI), and its solution requires little computer time. It is used once a month for planning the next month operations and negotiating delivery dates and amounts with the clients based on the solution suggested by the model. Operating cost savings are of the order of 10%. The system has also been used to evaluate an alternative distribution approach. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Conicyt, Programa de Atracción e Inserción de Capital Humano Avanzado, 7813110023

En la presente tesis se hace estudio del proceso de tratamiento de efluentes en una planta de refinación de crudo de petróleo. Al tratarse la refinación de un proceso continuo que maneja gran cantidad de materia prima, se presentan varios problemas en cuanto a uso de recursos como agua, energía y crudo de petróleo, lo cual se manifiesta finalmente en costos elevados de operación y de disposición de residuos. El objetivo general es mejorar el proceso de tratamiento de efluentes oleosos. Mediante la utilización de la herramienta Producción Más Limpia se busca un uso de recursos de mayor eficiencia y una reducción en la generación de residuos, aplicando estrategias de buen mantenimiento, cambio tecnológico, entre otras. Se describe el proceso a analizar, de tratamiento de efluentes, así como el proceso principal de refinación del cual se derivan dichos efluentes. Asimismo, se identifican los principales problemas del proceso en estudio mediante la aplicación de herramientas de diagnóstico como la Técnica del Interrogatorio Sistemático y el Análisis de Aspectos e Impactos Ambientales, la cual a su vez se basa en una identificación de entradas y salidas del proceso y la aplicación del Índice de Prioridad de Riesgo. Una vez hecho el diagnóstico, se procede a proponer las mejoras siguiendo la secuencia del proceso. La primera propuesta consiste automatizar la operación de separación de agua del crudo con un tratamiento complementario, ello para poder devolver solo petróleo a la refinación. La siguiente propuesta trata de utilizar cubiertas para los separadores API y CPI y así evitar la contaminación del aire y la pérdida de materia prima por evaporación al estar en contacto con el ambiente. Otro propuesta consiste en alcanzar una mayor sequedad del lodo residual mediante el secado ambiental adicional. La última mejora propone un tratamiento terciario del agua residual para su reutilización en el proceso principal. Con las propuestas de mejora definidas se realiza una evaluación económica, la cual demuestra que además de los beneficios ambientales, se puede lograr recuperar la inversión inicial mediante los ahorros generados. Entre los logros de las mejoras propuestas se encuentran la reducción en 7 barriles diarios de combustible en el horno, la disminución en 95% en las emisiones de compuestos volátiles de hidrocarburos, la reducción a la mitad de las los residuos o lodos obtenidos del tratamiento primario y la reutilización de hasta 87% del efluente resultante como agua para desalado y refrigeración. Los ahorros permiten recuperar la inversión total en aproximadamente 5 años, teniendo además un ratio de 1.7 de ahorros sobre costos. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones, con las cuales se resume los resultados obtenidos del estudio.

Submitted by Yuri Barboza Cocchiarale (yuriufrj1410@hotmail.com) on 2017-07-18T13:48:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação FGV - Yuri Barboza 2017.pdf: 7367125 bytes, checksum: f7c2e1f50effbdca635ca98fe61d1862 (MD5) / Approved for entry into archive by GILSON ROCHA MIRANDA (gilson.miranda@fgv.br) on 2017-07-21T14:50:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação FGV - Yuri Barboza 2017.pdf: 7367125 bytes, checksum: f7c2e1f50effbdca635ca98fe61d1862 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T12:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação FGV - Yuri Barboza 2017.pdf: 7367125 bytes, checksum: f7c2e1f50effbdca635ca98fe61d1862 (MD5) Previous issue date: 2017-05-31 / The aim of this study is to show that the creation of the Law no. 12,858 / 2013 has an irrelevant effect in the short term, regarding issues related to health and education problems. By adopting some assumptions capable of modeling the obtained database and estimating oil production using the SARIMA, Holt-Winters and Kalman Filter models, combined with the price forecast, the portrayed results can consistently reflect the impacts brought by this law. The problem becomes even bigger in a long-term horizon, in which the migration of revenue from royalties will overwhelmingly affect the entities who benefit from it. / Este trabalho tem como objetivo mostrar que a criação da Lei n° 12.858/2013 possui um efeito irrelevante no curto prazo, no que tange as questões ligadas aos problemas da saúde e educação. Adotando algumas premissas capazes de modelar o banco de dados obtido e estimando a produção do petróleo utilizando os modelos SARIMA, Holt-Winters e Filtro de Kalman, combinadas com a previsão dos preços, os resultados apresentados conseguem refletir de forma consistente os impactos trazidos por esta lei. O problema ainda se torna maior em um horizonte de longo prazo, onde a migração da receita provida dos royalties afetará de forma devastadora os entes que se beneficiam dela.

O processamento de petróleo e seus derivados é analisado pela aplicação combinada e sistemática da Primeira e da Segunda Lei da Termodinâmica, análise exergética, permitindo a localização dos principais processos destruidores da capacidade de realização de trabalho ao longo da cadeia de processamento. Após a localização das irreversibilidades, diversas opções para melhoria dos processos são avaliadas. A exergia consumida nos processos é dividida em renovável e não renovável e posteriormente repartida, junto com as respectivas emissões de CO2, entre as diversas correntes de cada unidade de processamento. Para uma repartição racional dos fluxos exergéticos e de CO2, a análise exergoeconômica foi utilizada. Um sistema, que permite interações cíclicas entre a cadeia produtiva dos principais combustíveis utilizados no Brasil e a produção de eletricidade, foi elaborado a fim de permitir uma comparação entre os diversos combustíveis levando em consideração toda a cadeia produtiva. Esta comparação está fundamentada no consumo de exergia renovável e não renovável e nas emissões de CO2. Pode-se concluir que o coque de petróleo é o combustível que mais emite CO2, em seguida, encontram-se o carvão e a gasolina. O diesel hidrotratado vem após a gasolina, devido principalmente ao consumo de hidrogênio pelo hidrotratamento. Embora o diesel convencional emita mais SOx e NOx, este diesel exige menos exergia não renovável e emite menos CO2 que o diesel hidrotratado. O hidrogênio, se produzido da forma convencional (reforma a vapor de hidrocarbonetos leves), é o combustível mais intenso em exergia não renovável e com emissão de CO2 próxima ao valor da gasolina e maior que o valor obtido para o diesel convencional. O etanol se mostra uma boa alternativa ao uso dos derivados de petróleo, mesmo considerando configurações típicas para as usinas sucroalcooleiras. / The oil processing is analyzed by the combined and systematic application of the First and Second Laws of Thermodynamics, exergy analysis, allowing the location of the processes responsable for the main destructions of work capability along the processing chain. After the location of irreversibilities, several options for improving processes efficiency are evaluated. The exergy consumed in the processes is divided into renewable and non-renewable and then distributed, along with their CO2 emissions, among the various currents of each processing unit. For a rational distribution of the exergy and CO2 flows, exergoeconomy analysis takes place. A system that allows cyclical interactions between the productive chain of the main fuels used in Brazil and electricity production, is designed to allow the comparison among different fuels taking into account the entire production chain. This comparison is based on renewable and non-renewable exergy consumption and CO2 emissions. It can be concluded that the petroleum coke is the fuel that emits more CO2 followed by coal and gasoline. The hydrotreated diesel comes after gasoline, mainly due to the consumption of hydrogen for hydrotreating. Although conventional diesel emit more NOx and SOx, this diesel requires less non-renewable exergy and emits less CO2 than hydrotreated diesel. Hydrogen, if produced in the conventional way (steam reforming of light hydrocarbons) is the fuel most intense in nonrenewable exergy consumption and has CO2 emission near the value of gasoline and higher than the value obtained for conventional diesel. Ethanol is a good alternative to the use of petroleum derived fuels, even considering typical configurations for sugarcane mills.

Orientador: Eduardo Norberto Codaro / Resumo: Este trabalho teve como objetivo de realizar a investigar da influência da deformação plástica a frio no processo corrosivo de tubulação de oleoduto em contato com agua do mar. As tubulações de transporte de petróleo são submetidas a ambientes altamente corrosivos no fundo do mar, sendo que concomitantemente estas sofrem deformações plásticas durante sua utilização, fato este que altera suas propriedades mecânicas, o que faz que tal fenômeno seja passível de um estudo mais detalhado a respeito. Para realizar este estudo se retirou amostras de um tubo constituído pelo aço X65 e de acordo com a norma API 5L, fabricado para a indústria petrolífera para ser usado no transporte do óleo, tais amostras foram submetidas a um processo de deformação a frio até atingir a região plástica nos percentuais de 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0% e 2,5%, acima do limite de escoamento em um equipamento para ensaio de tração. Para avaliar o processo corrosivo foi realizado ensaios eletroquímicos laboratoriais com o intuito de caracterizar qualitativamente e quantitativamente o processo corrosivo deste aço em solução de agua do mar sintética normatizada além de estudar a influência do oxigênio no processo de corrosão neste aço. Foi utilizado as técnicas eletroquímicas de Potencial em circuito aberto, polarização por Tafel e Espectroscopia de impedância eletroquímica, verificando que a deformação plástica não apresentou variação significativa proveniente da deformação plástica, além do aumento continuo da cor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work was to investigate the influence of cold plastic deformation on the corrosive process of pipeline pipeline in contact with sea water. The petroleum transport pipelines are subjected to highly corrosive environments in the seabed, and at the same time they undergo plastic deformations during their use, fact that changes their mechanical properties, which makes this phenomenon demands for a more detailed study about that. In order to carry out this study, samples were taken from a tube made of X65 steel and according to API 5L, manufactured for the petroleum industry to be used for transporting the oil, these samples were subjected to a cold deformation process until reaching the plastic regions in the percentages of 0.5%; 1.0%; 1.5%; 2.0% and 2.5%, above the flow limit in a tensile test equipment. In order to evaluate the corrosive process, it was carried out laboratory electrochemical tests with the purpose of characterizing qualitatively and quantitatively the corrosive process of this steel in standardized synthetic water, in addition to studying the influence of oxygen in the corrosion process in this steel. It was used the electrochemical techniques of Potential in open circuit, polarization by Tafel and Electrochemical impedance spectroscopy, verifying that the plastic deformation did not present significant variation from the plastic deformation, besides the continuous increase of the current during the anodic sweep evidences the absence of pa... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Tullo Vigevani / Banca: Gilmar Masiero / Banca: Marcos Cordeiro Pires / O Programa de Pós-Graduação em Relações Internacionais é instituído em parceria com a Unesp/Unicamp/PUC-SP, em projeto subsidiado pela CAPES, intitulado "Programa San Tiago Dantas" / Resumo: Desde a viagem do então presidente chinês Hu Jintao ao Brasil, em 2004, o comércio bilateral sino-brasileiro caracterizou-se por uma taxa de crescimento acentuada. No que se refere ao petróleo, as condições de crescimento que devem surgir na indústria brasileira de petróleo nos próximos anos e o elevado grau de importância que a China atribui a sua segurança energética contribuem para que os dois países atuem em conjunto também na área de energia. Neste contexto, torna-se muito importante e significativo avaliar oportunidades e desafios de cooperação entre Brasil e China no setor energético, especialmente o petróleo, no decorrer dos próximos anos. O texto discute três questões principais: 1) como está a relação bilateral entre Brasil e China? O que conquistamos no passado e quais são os problemas que prejudicam esta relação?; 2) como são as estratégias energéticas da China e do Brasil e quais são os principais interesses no campo energético dos dois países?; e 3) como estão as cooperações sino-brasileira na área de petróleo e quais os interesses chineses no campo de petróleo brasileiro? / Abstract: Since Chinese president Hu Jintao visited Brazil, in 2004, bilateral trade between China and Brazil grew up fast. Regarding the oil industry, the Brazilian oil industry should increase in the following years. Since China addresses a huge importance to its energy safety, this should contribute to both countries to work together. In this context, it becomes really important to evaluate opportunities and challenges in Brazilian-Chinese cooperation regarding energy, especially oil, during the following years. The text focuses on three main issues: first, how it is the bilateral relationship between Brazil and China? What was accomplished in the past and what are the problems that influenced this relationship? Second, how are Chinese and Brazilian energy strategies and what are the main interests from both countries in the energy field? Third, how it is the Chinese-Brazilian cooperation in the oil sector, and what are the Chinese interests in the Brazilian oil field? / Mestre

Submitted by CATHERINE MERCHAN (catherinerojasmerchan@gmail.com) on 2015-03-19T20:19:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Catherine_R_Merchán. V.19.03.2015.pdf: 1854530 bytes, checksum: 32684757a0660c72e6968554de93cb39 (MD5) / Approved for entry into archive by PAMELA BELTRAN TONSA (pamela.tonsa@fgv.br) on 2015-03-19T20:22:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Catherine_R_Merchán. V.19.03.2015.pdf: 1854530 bytes, checksum: 32684757a0660c72e6968554de93cb39 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-20T12:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Catherine_R_Merchán. V.19.03.2015.pdf: 1854530 bytes, checksum: 32684757a0660c72e6968554de93cb39 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Although approved in 2012, the Oil Royalties Act (Lei 12.374 de 2012) has not entered into force due to a Supreme Court´s decision to suspend the articles related to the new distribution of oil revenues between Brazilian States. The analysis of the Senate´s discussion of the draft that preceded the Act reveals that not only does it leave no absolute winners or losers, given the Federal Pact´s ambiguous nuances, and, consequently, potential conflicts, but also that the distribution of oil revenues among Federation Units was not an internal and isolated dispute in the Brazilian Senate between arguments about concentrating or universalizing revenue. On the contrary, it has been demonstrated by this study that it is a wider regional tendency in the Latin America region to increase oil royalties and taxes in order to allocate them in social policies that will benefit the entire country, as opposed to the oil-producing Federation Units alone. / Ainda que aprovada em 2012, a Lei dos Royalties do Petróleo (Lei 12.374 de 2012) ainda não entrou em vigor por conta de uma decisão do Supremo Tribunal Federal de suspender os dispositivos que estabelecem uma nova distribuição das receitas do petróleo entre os Estados brasileiros. A análise da discussão apresentada no Senado do Projeto de Lei que precedeu à Lei 12.374 revelou que não apenas a normativa aprovada não gerou ganhadores nem perdedores absolutos, uma vez que há questões do pacto federativo que são ambíguas e, em consequência, suscetíveis de conflitos, como também que a distribuição das rendas provenientes do petróleo entre todas as Unidades da Federação não foi uma disputa interna e isolada no Senado brasileiro entre argumentos sobre concentrar ou universalizar os recursos do petróleo, pelo contrário, foi demostrado que existe na região latino-americana uma tendência de aumentar os royalties e os impostos para serem destinados a políticas sociais que beneficiem a todo o país, e não apenas os Estados produtores de petróleo.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-03. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:06Z : No. of bitstreams: 1 000857486.pdf: 1178541 bytes, checksum: ee7fe0826f3aaaba2b0ae3bf9ba42c9d (MD5) / Desde a viagem do então presidente chinês Hu Jintao ao Brasil, em 2004, o comércio bilateral sino-brasileiro caracterizou-se por uma taxa de crescimento acentuada. No que se refere ao petróleo, as condições de crescimento que devem surgir na indústria brasileira de petróleo nos próximos anos e o elevado grau de importância que a China atribui a sua segurança energética contribuem para que os dois países atuem em conjunto também na área de energia. Neste contexto, torna-se muito importante e significativo avaliar oportunidades e desafios de cooperação entre Brasil e China no setor energético, especialmente o petróleo, no decorrer dos próximos anos. O texto discute três questões principais: 1) como está a relação bilateral entre Brasil e China? O que conquistamos no passado e quais são os problemas que prejudicam esta relação?; 2) como são as estratégias energéticas da China e do Brasil e quais são os principais interesses no campo energético dos dois países?; e 3) como estão as cooperações sino-brasileira na área de petróleo e quais os interesses chineses no campo de petróleo brasileiro? / Since Chinese president Hu Jintao visited Brazil, in 2004, bilateral trade between China and Brazil grew up fast. Regarding the oil industry, the Brazilian oil industry should increase in the following years. Since China addresses a huge importance to its energy safety, this should contribute to both countries to work together. In this context, it becomes really important to evaluate opportunities and challenges in Brazilian-Chinese cooperation regarding energy, especially oil, during the following years. The text focuses on three main issues: first, how it is the bilateral relationship between Brazil and China? What was accomplished in the past and what are the problems that influenced this relationship? Second, how are Chinese and Brazilian energy strategies and what are the main interests from both countries in the energy field? Third, how it is the Chinese-Brazilian cooperation in the oil sector, and what are the Chinese interests in the Brazilian oil field?

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-17T03:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_RafaelOscardeMoraes_M.pdf: 2702019 bytes, checksum: 2b9e5d6d733bae790360b90f575601e6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A previsão de comportamento de reservatórios submetidos a combustão in-situ é trabalhosa e empírica já que além das complexidades geológicas, é necessário modelar a complexidade do hidrocarboneto de reservatório e das reações químicas que ocorrem no processo. As etapas de projeto de campo costumam envolver 1) seleção de reservatório; 2) experimentos termo-analíticos; 3) experimentos em tubo de combustão; 4) aplicação de métodos analíticos; 5) simulação numérica; 6) calibração dos modelos analíticos e numéricos através de dados de projeto piloto. O escopo de trabalho desta dissertação está concentrado nas Etapas 4 e 5 deste processo e o foco é a previsão de comportamento de projetos de campo. Propõe-se uma metodologia de mudança de escala para tratamento de dados advindos de laboratório para uso em previsão de comportamento. Adapta-se um equacionamento clássico de projeto de campo de Nelson e Mcneil (1961) para agregar o conceito de velocidade mínima de frente de chama. Para avaliar a extensão dos resultados obtidos com os experimentos em células de combustão 3D de Coates et al (1995) e de Greaves e Turta (2003), que foram realizados para testar as configurações de poço top-down e thai respectivamente, realiza-se simulações em escala de laboratório para reproduzir uma célula de combustão 3D, e avalia-se o impacto de diversos parâmetros de modelagem, como a composição dos fluidos e as reações químicas, além de parâmetros operacionais. Nestas simulações foi possível reproduzir maior complexidade do modelo de fluidos e das reações químicas, incluindo reações de adição de oxigênio e de quebra de cadeia. Foi possível ainda reproduzir a dependência entre estas reações, fazendo com que o combustível para as reações de quebra de cadeia fosse gerado nas reações de adição de oxigênio. Utilizou-se uma malha tão refinada quanto as dimensões da frente de chama, de forma que se controlou a evolução das reações pela temperatura. Para exemplificar a metodologia proposta de mudança de escala e de projeto de campo, utilizou-se os experimentos em tubo de combustão de Gonçalves (2010). Os parâmetros projetados foram aplicados em simulações em escala de campo, onde a evolução das reações químicas foi controlada pela velocidade. Definiu-se uma velocidade mínima para avanço da frente de chama através de tratamento dos dados advindos dos experimentos em tubo de combustão e aplicou-se no modelo de simulação, onde se investigou a capacidade de previsão da evolução da frente de chama em um cenário com propriedades geológicas heterogêneas / Abstract: Behavior forecast of reservoirs subjected to in-situ combustion is hard and empirical since besides geological complexities it is necessary to reproduce complex fluid models and several chemical reactions that are part of the process. The work flow for field project usually involves: 1) reservoir screening; 2) thermo-analytical experiments; 3) combustion tube experiments; 4) use of analytical models; 5) numerical simulation and 6) fitting of analytical and numerical models with field pilot data. The present work concerns the fourth and fifth stages of this process and the focus is behavior forecast of field projects. A methodology for upscaling laboratory results for application in behavior forecast is proposed. The classical Nelson and Mcneil (1961) field project equations are adapted to account for the minimum velocity of the combustion front. In order to evaluate the extension of the results obtained by Coates et al (1995) and Greaves and Turta (2003) with 3D combustion cells, wich were carried to test the thai and top-down well configuration respectively, laboratory scale numerical simulation that reproduces a 3D combustion cell is conducted and the influence of several modeling parameters, such as fluid composition and chemical reactions, is tested, along with operational parameters. In this simulations, a greater complexity in the fluid and reaction model is possible with both oxygen addition and bond scission reactions. It is also possible to model the dependency between reactions, making the reactant of high temperature reactions to be formed in low temperature reactions. A grid refinement in the same size of the combustion front is used and chemical reactions continuity is controlled through temperature. Data from the combustion tube experiments from Gonçalves (2010) are used to exemplify and apply the upscaling and field project methodology. The obtained project parameters are used as input for field scale numerical simulation, where the chemical reactions continuity is controlled through velocity. A minimum combustion front velocity is defined and applied in the simulation model, where the capacity of forecast of the combustion front migration in an heterogeneous geological context is evaluated / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo