Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-02-27T19:31:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-03-03T18:42:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T18:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) Previous issue date: 2014 / Localizada próximo à divisa do Brasil com a Bolívia, mais precisamente na área adjacente à mina de ferro da Vetorial Mineração, no município de Corumbá, Estado do Mato Grosso do Sul, a região da Morraria Santa Cruz está inserida no domínio de ocorrência das Formações Santa Cruz, caracterizada pela ocorrência de rochas do tipo BIF (banded iron formation), e Urucum, caracterizada pela ocorrência de rochas siliciclásticas de granulometria grossa, ambas pertencentes ao Grupo Jacadigo de idade Neoproterozóica. As propriedades permoporosas e elastodinâmicas medidas para os diferentes litotipos estudados revelam indícios da rigidez do maciço rochoso, e a forma como a estabilidade deste maciço poderá estar afetada pelos condicionantes litoestruturais. Para a maioria das amostras analisadas, o valor de porosidade é inferior a 7% e a permeabilidade é muito baixa ou ausente, revelando tratar-se de um maciço rochoso extremamente compacto e rígido. Comparados aos litotipos do grupo FS, os litotipos do grupo FF revelaram ser compostos por rochas mais densas e com maior rigidez e competência, apresentando comumente valores mais elevados de densidade de grãos e menores valores para o tempo de trânsito da onda acústica. De uma forma geral, amostras com menor porosidade exibem os menores valores de permeabilidade. Os dados tornam por revelar um maciço caracterizado pelo domínio de rochas compactas, com elevada densidade de grãos, baixa permeabilidade e baixa porosidade. Os litotipos analisados exibem comportamento de corpos homogêneos aproximadamente isotrópicos. Por fim, a perfilagem geofísica revelou possuir marcadores seguros para indicar a presença de brechas sedimentares e de níveis argilosos, mostrando ser uma excelente ferramenta para conferência da profundidade de ocorrência desses litotipos para posterior validação de furos de sondagem. _____________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Located near the border of Brazil and Bolivia, more precisely in the adjacent area to Vetorial Mineração’s iron mine, in Corumbá, State of Mato Grosso do Sul, the region of Morraria Santa Cruz is inserted in the area of occurrence of the Santa Cruz Formation, characterized by the occurrence of rocks type BIF (banded iron formation), and Urucum Formation, characterized by the occurrence of coarse grain size siliciclastic rocks, both belonging to Jacadigo Group of Neoproterozoic age. The measures of permoporous and elastodynamic properties for the different rock types studied show evidence of the rigidity of the same rocks, and how this stability can be affected by lithostructural constraints. For most samples, the porosity value is less than 7% and the permeability is very low or absent, revealing that it was a extremely compact and rigid rock mass. Compared to the FS group’s lithologies, the FF group’s lithotypes were found to be composed of denser, more rigid and competence rocks, commonly presenting higher values of grain density and lower values for the transit time of the acoustic wave. Generally, samples with lower porosity exhibit lower values of permeability. The data make for revealing a massive characterized by the dominance of compact rocks with high grain density, low permeability and low porosity. Lithotipes analyzed exhibit behavior approximately homogeneous isotropic bodies. Finally, geophysical logging was found to have insurance markers to indicate the presence of sedimentary breccias and clays levels, proving to be an excellent tool for checking the depth of occurrence of these rock types for subsequent validation of boreholes.

O amadurecimento, declínio e exaustão dos reservatórios petrolíferos comuns têm forçado a expansão das fronteiras exploratórias na indústria do petróleo em direção a projetos com contextos geológicos desafiadores ao mesmo tempo em que a economia torna-se cada vez mais marginal. Um dos desafios é mapear os tipos de rocha, ou fácies, de corpos geológicos compostos por elementos de geometria complexa dos reservatórios que deverão suprir a cada vez crescente demanda pela commodity. Um dos empregos do mapa de fácies é ser uma das entradas da simulação de fluxo, que subsidia relevantes estudos e tomadas de decisão durante o desenvolvimento do campo de petróleo, como por exemplo a otimização da quantidade e posição dos poços produtores e injetores. Um aspecto importante nas simulações de fluxo é como corpos geológicos com características permoporosas diferentes estão conectados entre si. Porém, como obter o mapa desses corpos intricados em face da incerteza proporcionada pelos dados esparsos de poços e de levantamentos sísmicos com resolução não muito menor do que os corpos que se pretende modelar? Este trabalho tem por objetivo responder essa questão avaliando a geoestatística multiponto para gerar, a partir dos dados disponíveis na fase exploratória, mapas equiprováveis de fácies de litotipos de um reservatório de petróleo. Foi empregado o algoritmo conhecido por SNESIM para executar simulações condicionadas a dados como perfis de poços, interpretações geológicas e levantamentos sísmicos, onde a forma dos elementos arquiteturais (ex.: canais distributários) foi reproduzida. Foram também apresentados e aplicados diversos controles de qualidade sobre as realizações e os resultados julgados satisfatórios. Este trabalho conclui que a geoestatística multiponto aproxima mais a modelagem geoestatística das geociências assim como acrescenta reprodução de geometrias e relações espaciais entre as fácies à capacidade de condicionamento aos dados das técnicas mais tradicionais. / The maturing, declining and exhaustion of common hydrocarbon reservoirs started to push the exploratory edge in industry towards projects within challenging geological contexts while economy turns more marginal. One such challenge is to map rock types, or facies, of geological bodies composed by elements of complex geometry in reservoirs due to supply the ever growing demand for the commodity. One application of a lithotype map is to serve as an input to the flow simulation, which subsidizes relevant studies and decision making during the oil field development, for instance, optimizing the number and position of producer and injector wells. One important aspect of flow simulations is how geological bodies with different permo-porosity characteristics are connected with each other. However, how to obtain the map of such intricate bodies in the presence of uncertainty emerged from sparse well data and seismic surveys with resolution not much smaller than the bodies to model? This work aims at answering this question by evaluating multiple-point geostatistics to generate, from data available at exploration phase, equiprobable lithotype maps of a hydrocarbon reservoir. An algorithm known as SNESIM was used to run simulations conditioned to data such as well logs, geological interpretation and seismic surveys, where the shapes of architectural elements (e.g.: distributary channels) were reproduced. Several quality controls were also presented and applied on the realizations and the results were deemed satisfactory. This work concludes that multiple-point geostatistics brings the geostatistical modeling closer to the geosciences as well as adds geometry reproduction and spatial relations between facies to the data conditioning capabilities of the more traditional simulation techniques.

O amadurecimento, declínio e exaustão dos reservatórios petrolíferos comuns têm forçado a expansão das fronteiras exploratórias na indústria do petróleo em direção a projetos com contextos geológicos desafiadores ao mesmo tempo em que a economia torna-se cada vez mais marginal. Um dos desafios é mapear os tipos de rocha, ou fácies, de corpos geológicos compostos por elementos de geometria complexa dos reservatórios que deverão suprir a cada vez crescente demanda pela commodity. Um dos empregos do mapa de fácies é ser uma das entradas da simulação de fluxo, que subsidia relevantes estudos e tomadas de decisão durante o desenvolvimento do campo de petróleo, como por exemplo a otimização da quantidade e posição dos poços produtores e injetores. Um aspecto importante nas simulações de fluxo é como corpos geológicos com características permoporosas diferentes estão conectados entre si. Porém, como obter o mapa desses corpos intricados em face da incerteza proporcionada pelos dados esparsos de poços e de levantamentos sísmicos com resolução não muito menor do que os corpos que se pretende modelar? Este trabalho tem por objetivo responder essa questão avaliando a geoestatística multiponto para gerar, a partir dos dados disponíveis na fase exploratória, mapas equiprováveis de fácies de litotipos de um reservatório de petróleo. Foi empregado o algoritmo conhecido por SNESIM para executar simulações condicionadas a dados como perfis de poços, interpretações geológicas e levantamentos sísmicos, onde a forma dos elementos arquiteturais (ex.: canais distributários) foi reproduzida. Foram também apresentados e aplicados diversos controles de qualidade sobre as realizações e os resultados julgados satisfatórios. Este trabalho conclui que a geoestatística multiponto aproxima mais a modelagem geoestatística das geociências assim como acrescenta reprodução de geometrias e relações espaciais entre as fácies à capacidade de condicionamento aos dados das técnicas mais tradicionais. / The maturing, declining and exhaustion of common hydrocarbon reservoirs started to push the exploratory edge in industry towards projects within challenging geological contexts while economy turns more marginal. One such challenge is to map rock types, or facies, of geological bodies composed by elements of complex geometry in reservoirs due to supply the ever growing demand for the commodity. One application of a lithotype map is to serve as an input to the flow simulation, which subsidizes relevant studies and decision making during the oil field development, for instance, optimizing the number and position of producer and injector wells. One important aspect of flow simulations is how geological bodies with different permo-porosity characteristics are connected with each other. However, how to obtain the map of such intricate bodies in the presence of uncertainty emerged from sparse well data and seismic surveys with resolution not much smaller than the bodies to model? This work aims at answering this question by evaluating multiple-point geostatistics to generate, from data available at exploration phase, equiprobable lithotype maps of a hydrocarbon reservoir. An algorithm known as SNESIM was used to run simulations conditioned to data such as well logs, geological interpretation and seismic surveys, where the shapes of architectural elements (e.g.: distributary channels) were reproduced. Several quality controls were also presented and applied on the realizations and the results were deemed satisfactory. This work concludes that multiple-point geostatistics brings the geostatistical modeling closer to the geosciences as well as adds geometry reproduction and spatial relations between facies to the data conditioning capabilities of the more traditional simulation techniques.

O amadurecimento, declínio e exaustão dos reservatórios petrolíferos comuns têm forçado a expansão das fronteiras exploratórias na indústria do petróleo em direção a projetos com contextos geológicos desafiadores ao mesmo tempo em que a economia torna-se cada vez mais marginal. Um dos desafios é mapear os tipos de rocha, ou fácies, de corpos geológicos compostos por elementos de geometria complexa dos reservatórios que deverão suprir a cada vez crescente demanda pela commodity. Um dos empregos do mapa de fácies é ser uma das entradas da simulação de fluxo, que subsidia relevantes estudos e tomadas de decisão durante o desenvolvimento do campo de petróleo, como por exemplo a otimização da quantidade e posição dos poços produtores e injetores. Um aspecto importante nas simulações de fluxo é como corpos geológicos com características permoporosas diferentes estão conectados entre si. Porém, como obter o mapa desses corpos intricados em face da incerteza proporcionada pelos dados esparsos de poços e de levantamentos sísmicos com resolução não muito menor do que os corpos que se pretende modelar? Este trabalho tem por objetivo responder essa questão avaliando a geoestatística multiponto para gerar, a partir dos dados disponíveis na fase exploratória, mapas equiprováveis de fácies de litotipos de um reservatório de petróleo. Foi empregado o algoritmo conhecido por SNESIM para executar simulações condicionadas a dados como perfis de poços, interpretações geológicas e levantamentos sísmicos, onde a forma dos elementos arquiteturais (ex.: canais distributários) foi reproduzida. Foram também apresentados e aplicados diversos controles de qualidade sobre as realizações e os resultados julgados satisfatórios. Este trabalho conclui que a geoestatística multiponto aproxima mais a modelagem geoestatística das geociências assim como acrescenta reprodução de geometrias e relações espaciais entre as fácies à capacidade de condicionamento aos dados das técnicas mais tradicionais. / The maturing, declining and exhaustion of common hydrocarbon reservoirs started to push the exploratory edge in industry towards projects within challenging geological contexts while economy turns more marginal. One such challenge is to map rock types, or facies, of geological bodies composed by elements of complex geometry in reservoirs due to supply the ever growing demand for the commodity. One application of a lithotype map is to serve as an input to the flow simulation, which subsidizes relevant studies and decision making during the oil field development, for instance, optimizing the number and position of producer and injector wells. One important aspect of flow simulations is how geological bodies with different permo-porosity characteristics are connected with each other. However, how to obtain the map of such intricate bodies in the presence of uncertainty emerged from sparse well data and seismic surveys with resolution not much smaller than the bodies to model? This work aims at answering this question by evaluating multiple-point geostatistics to generate, from data available at exploration phase, equiprobable lithotype maps of a hydrocarbon reservoir. An algorithm known as SNESIM was used to run simulations conditioned to data such as well logs, geological interpretation and seismic surveys, where the shapes of architectural elements (e.g.: distributary channels) were reproduced. Several quality controls were also presented and applied on the realizations and the results were deemed satisfactory. This work concludes that multiple-point geostatistics brings the geostatistical modeling closer to the geosciences as well as adds geometry reproduction and spatial relations between facies to the data conditioning capabilities of the more traditional simulation techniques.

O estudo busca entender as relações entre os fatores limitantes e impulsionadores enfrentados pelos fornecedores brasileiros de exploração e produção da cadeia de petróleo em relação à competitividade. Para atingir os objetivos propostos, empreendeu-se um estudo de natureza quantitativa, no qual 88 dentre os fornecedores do segmento de exploração e produção, responderam a um questionário online. Os resultados indicam que as empresas competitivas são influenciadas pela capacitação tecnológica e pelas trocas de conhecimento entre fornecedores e clientes. Na amostra estudada, não houve fatores limitantes em relação a competitividade dos fornecedores de exploração e produção. A percepção destes, de modo geral, quanto às especificações técnicas da Petrobras é que existe um custo mais alto no fornecimento dos produtos em razão das customizações solicitadas pela Petrobras, mas, em contrapartida, geram um aumento da qualidade dos produtos. Ao analisar as barreiras de ampliação da capacidade de produção, verificou-se que os fornecedores de exploração e produção não sofrem influência devido às incertezas dos mercados brasileiro e mundial. Assim, as empresas, independente de sua competitividade, não sofrem influência das questões tecnológicas ou demanda, ou falta de força de trabalho qualificada, como barreiras da ampliação da capacidade de produção. / This study seeks to understand the relationship between the limiting and driving factors faced by Brazilian exploration and production suppliers of the oil chain regarding competitiveness. To achieve the proposed objectives a quantitative study was carried out. Eighty-eight suppliers from the exploration and production sector answered an online questionnaire. The findings indicate that competitive companies are influenced by technological training and the exchange of knowledge between suppliers and customers. There were no limiting factors in the sample studied regarding the competitiveness of exploration and production suppliers. The perception of suppliers, in general, regarding Petrobras\' technical specifications is that there is a higher cost to supply products because of the customizations requested by Petrobras, but on the other hand, they generate an increase in product quality. Analyzing the expansion barriers in production capacity, it was found that the E&P suppliers do not suffer influence due to the uncertainties of the Brazilian and global markets. Companies, regardless of their competitiveness, do not suffer influence from technological issues, demand or lack of skilled labor as barriers to the expansion of production capacity.

O estudo busca entender as relações entre os fatores limitantes e impulsionadores enfrentados pelos fornecedores brasileiros de exploração e produção da cadeia de petróleo em relação à competitividade. Para atingir os objetivos propostos, empreendeu-se um estudo de natureza quantitativa, no qual 88 dentre os fornecedores do segmento de exploração e produção, responderam a um questionário online. Os resultados indicam que as empresas competitivas são influenciadas pela capacitação tecnológica e pelas trocas de conhecimento entre fornecedores e clientes. Na amostra estudada, não houve fatores limitantes em relação a competitividade dos fornecedores de exploração e produção. A percepção destes, de modo geral, quanto às especificações técnicas da Petrobras é que existe um custo mais alto no fornecimento dos produtos em razão das customizações solicitadas pela Petrobras, mas, em contrapartida, geram um aumento da qualidade dos produtos. Ao analisar as barreiras de ampliação da capacidade de produção, verificou-se que os fornecedores de exploração e produção não sofrem influência devido às incertezas dos mercados brasileiro e mundial. Assim, as empresas, independente de sua competitividade, não sofrem influência das questões tecnológicas ou demanda, ou falta de força de trabalho qualificada, como barreiras da ampliação da capacidade de produção. / This study seeks to understand the relationship between the limiting and driving factors faced by Brazilian exploration and production suppliers of the oil chain regarding competitiveness. To achieve the proposed objectives a quantitative study was carried out. Eighty-eight suppliers from the exploration and production sector answered an online questionnaire. The findings indicate that competitive companies are influenced by technological training and the exchange of knowledge between suppliers and customers. There were no limiting factors in the sample studied regarding the competitiveness of exploration and production suppliers. The perception of suppliers, in general, regarding Petrobras\' technical specifications is that there is a higher cost to supply products because of the customizations requested by Petrobras, but on the other hand, they generate an increase in product quality. Analyzing the expansion barriers in production capacity, it was found that the E&P suppliers do not suffer influence due to the uncertainties of the Brazilian and global markets. Companies, regardless of their competitiveness, do not suffer influence from technological issues, demand or lack of skilled labor as barriers to the expansion of production capacity.

Hoje em dia com o crescente aumento da exploração de petróleo e gás em águas profundas, há um aumento na demanda por operações offshore envolvendo a cooperação entre unidades flutuantes. Tais operações requerem um alto nível de planejamento e coordenação, o que na maioria dos casos é feito com a troca de informação no nível de operação, com cada unidade flutuante comandada independentemente. Exemplos de operações deste tipo vão desde operações de alívio passando por operações de instalação de equipamento submarino, até operações de pesquisa envolvendo múltiplas unidades flutuantes dotadas de sistema de posicionamento dinâmico (DP). As vantagens do controle cooperativo surgem com a redução do erro da distância relativa durante a manutenção do posicionamento ou durante a execução de manobras de posicionamento conjuntas. No presente trabalho, os conceitos de controle de consenso são aplicados de forma combinada com o sistema DP de cada navio. A influência dos ganhos do controlador cooperativo no sistema como um todo será discutida, utilizando-se técnicas de análise da resposta em frequência. Simulações completas no domínio do tempo e experimentos usando modelos em escala serão utilizados para se demonstrar o funcionamento do controle cooperativo. Todas as simulações serão conduzidas no simulador Dynasim e os ensaios experimentais no tanque de provas da Engenharia Naval da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Além disso, serão feitas comparações entre os experimentos em tanque de provas e simulações numéricas equivalentes, demonstrando-se a validade dos ensaios numéricos. Será também demonstrado que os requisitos de projetos adotados são atendidos pelos ensaios em tanque de provas. . / With the increasing of deep water oil & gas exploration, there is also an increase in the demand by offshore operations involving muti-vessels. Such operations require a high level of planning and coordination, which in most of the cases is made by information exchange at the operation level, being each vessel commanded independently. Examples of such operations are offloading, subsea equipment installation and subsea research operation; all of them involving multiples dynamically positioned (DP) vessels. The advantage of the cooperative control arises with the reduction of the relative positioning error during station keeping or transient maneuvers. In this work, the consensus control concepts are applied combined with the DP System of each ship. The cooperative DP controller will be investigated with the analysis of the coupled dynamics of the vessels. The influence of the cooperative control gains on the whole system will be discussed, using the frequency response of the open loop system. Fully nonlinear time-domain simulations and experimental results will be used to demonstrate the operation of the cooperative control. Besides that, comparisons between the small-scale experiments and equivalent numerical simulations will be carried out, validating the experimental results. It will also be demonstrated that the adopted design requirements are met. All tests will be carried out using the Dynasim numerical simulator and the small-scale experiments will be carried on the academic towing tank in the Naval Architecture and Ocean Engineering Department, Polytechnic School of University de São Paulo.

Hoje em dia com o crescente aumento da exploração de petróleo e gás em águas profundas, há um aumento na demanda por operações offshore envolvendo a cooperação entre unidades flutuantes. Tais operações requerem um alto nível de planejamento e coordenação, o que na maioria dos casos é feito com a troca de informação no nível de operação, com cada unidade flutuante comandada independentemente. Exemplos de operações deste tipo vão desde operações de alívio passando por operações de instalação de equipamento submarino, até operações de pesquisa envolvendo múltiplas unidades flutuantes dotadas de sistema de posicionamento dinâmico (DP). As vantagens do controle cooperativo surgem com a redução do erro da distância relativa durante a manutenção do posicionamento ou durante a execução de manobras de posicionamento conjuntas. No presente trabalho, os conceitos de controle de consenso são aplicados de forma combinada com o sistema DP de cada navio. A influência dos ganhos do controlador cooperativo no sistema como um todo será discutida, utilizando-se técnicas de análise da resposta em frequência. Simulações completas no domínio do tempo e experimentos usando modelos em escala serão utilizados para se demonstrar o funcionamento do controle cooperativo. Todas as simulações serão conduzidas no simulador Dynasim e os ensaios experimentais no tanque de provas da Engenharia Naval da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Além disso, serão feitas comparações entre os experimentos em tanque de provas e simulações numéricas equivalentes, demonstrando-se a validade dos ensaios numéricos. Será também demonstrado que os requisitos de projetos adotados são atendidos pelos ensaios em tanque de provas. . / With the increasing of deep water oil & gas exploration, there is also an increase in the demand by offshore operations involving muti-vessels. Such operations require a high level of planning and coordination, which in most of the cases is made by information exchange at the operation level, being each vessel commanded independently. Examples of such operations are offloading, subsea equipment installation and subsea research operation; all of them involving multiples dynamically positioned (DP) vessels. The advantage of the cooperative control arises with the reduction of the relative positioning error during station keeping or transient maneuvers. In this work, the consensus control concepts are applied combined with the DP System of each ship. The cooperative DP controller will be investigated with the analysis of the coupled dynamics of the vessels. The influence of the cooperative control gains on the whole system will be discussed, using the frequency response of the open loop system. Fully nonlinear time-domain simulations and experimental results will be used to demonstrate the operation of the cooperative control. Besides that, comparisons between the small-scale experiments and equivalent numerical simulations will be carried out, validating the experimental results. It will also be demonstrated that the adopted design requirements are met. All tests will be carried out using the Dynasim numerical simulator and the small-scale experiments will be carried on the academic towing tank in the Naval Architecture and Ocean Engineering Department, Polytechnic School of University de São Paulo.