[pt] Um dos maiores desafios da produção de petróleo offshore é garantir um escoamento regular do reservatório até a unidade de processamento da produção. Entre os fenômenos que podem dificultar esta tarefa está o estabelecimento de um escoamento em golfadas no riser de produção, caracterizado por oscilações periódicas e de grande amplitude nas vazões do sistema, que diminuem a eficiência da planta de separação, sujeitam equipamentos a esforços cíclicos e causam graves descontroles de processo. Por esta razão, foram desenvolvidas nas últimas décadas diversas soluções que visam a evitar a formação das golfadas, ou ao menos, atenuar suas consequências. Entre as soluções mais promissoras estão os controladores que evitam a formação das golfadas através da manipulação ativa da válvula choke e os controladores que amortecem as golfadas nos vasos separadores da planta de processo. Neste trabalho, estas estratégias de controle são revisitadas sob a óptica do controle inteligente, possibilitando a obtenção de resultados fora do alcance dos controladores lineares. Além de um modelo computacional que descreve um sistema de produção do poço ao vaso separador, também foram desenvolvidos neste trabalho dois controladores inteligentes. O primeiro deles é um controlador anti-golfada de arquitetura híbrida Fuzzy-PID, que é capaz de suprimir as golfadas mesmo em sistemas desprovidos de medições submarinas e com válvula choke lenta. O segundo é um controlador amortecedor de golfadas fuzzy, otimizado por um algoritmo genético, com alta capacidade de atenuação das golfadas e capaz de manter o nível dentro de uma faixa considerada segura. Ambos os controladores são testados em diversos cenários e têm seus resultados comparados aos obtidos por controladores lineares. / [en] One of the major challenges of offshore oil production is to ensure a regular flow from the reservoir to the production processing unit. Among the phenomena that may hamper this task is the establishment of slug flow in the production riser, characterized by periodic oscillations of large amplitude in the system flow rates, which reduce the efficiency of the separation plant, subject equipment to cyclical fatigue and cause serious process instabilities. For this reason, several solutions that aim at avoiding the formation of slugs or, at least, mitigating their consequences have been developed in the last decades. Among the most promising solutions are controllers that prevent the formation of slugs by actively manipulating the choke valve and controllers that dampen the slugs in the vessels of the separation plant. In this work, these control strategies are revisited from perspective of intelligent control, allowing the obtainment of results beyond the reach of linear controllers. In addition to a computational model that comprises a production system from the well to the separation vessel, two intelligent controllers were developed in this work. One of them is a hybrid Fuzzy-PID anti-slug controller that is capable of suppressing slugs even in systems without submarine measurements available and with slow choke valve. The other one is a fuzzy slug damping controller, optimized by a genetic algorithm, with high slug attenuation capacity and able to maintain the level within a specified range. Both controllers are tested in several scenarios and have their results compared to those obtained by linear controllers.

Bodenkontaminationen durch Mineralölkohlenwasserstoffe sind ein weltweites Umweltproblem. Die Kontaminatiosquellen stehen im Zusammenhang mit Förderung, Lagerung, Transport, Verteilung und Endlagerung von Erdöl und Erdölprodukten. Brasilien beginnt zurzeit einen Prozess der Altlastenerfassung und –erkundung und in Konsequenz dessen auch die Suche nach geeigneten Sanierungstechniken. Biologische Prozesse spielen eine immer stärkere Rolle insbesondere bei der Sanierung von Bodenkontaminationen mit organischen Substanzen. Diese Prozesse gelten als “ökologisch korrekter” und sind im Vergleich mit anderen Techniken mit geringeren Kosten und technischen Aufwand durchführbar. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendungsmöglichkeiten der biologischen Bodensanierung mittels des Terraferm® Verfahrens unter den Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurde der Boden einer MKW-kontaminierte Fläche (Mina de Argila) in der Raffinerie REPLAN der PETROBRÁS S/A in Paulínia -SP ausgekoffert. Es wurden zehn Bodenproben in Bezug auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften MKW, PAK, BTEX, Metalle (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), Wassergehalt, pH, Korngröße analysiert. Drei Proben mit durchschnittlichen MKW-gehalten wurden zur Überprüfung der biologischen Sanierbarkeit und der Bestimmung der Kontrollparameter für den später Sanierungsdurchführung Säulenversuchen unterzogen. Insgesamt wurden 72.384t kontaminierten Bodens ausgekoffert, wovon 21.050t der Abfallklasse II (nach NBR 10004) zugeordnet wurden und direkt auf eine Mülldeponie verbracht wurden. Es wurden 51.334t der Abfallklasse 1 in die Bodenreinigungsanlage der Firmen SAPOTEC/ESTRE in Paulínia - SP mittels des Terraferm® Verfahrens behandelt. Dieses Verfahren ist darauf ausgelegt, alle für den biologischen Abbau nötigen Prozessparameter im Optimum zu halten. Die Behandlung erfolgt in Hallen auf versiegeltem Untergrund und die dabei freigesetzten Schad- und Geruchsstoffe werden gefasst und einer Abluftreinigung zugeführt. Nach der Vorbehandlung (Aussortierung von Störstoffen, Zugabe von Strukturmaterial, Durchmischung) mittels speziellem Aufbereitungsaggregat wurden insgesamt elf Behandlungsmieten aufgesetzt. Der Sauerstoffgehalt, Bodenfeuchte und Nährstoffgehalte wurden im Optimalbereich gehalten. Die Analysen und die Säulenversuche bestätigten die biologische Sanierbarkeit des Bodens. Die Abbauraten in den Säulenversuchen lagenzwischen 70,2% und 88,6% in 14 Tagen. Diese hohen Abbauraten lassen sich durch die Zusammensetzung der MKW begründen, die sich hauptsächlich aus gut abbaubaren n-Alkanen und iso-Alkanen bestehen. Die durchschnittliche Abbaurate bei den elf Behandlungsmieten lag bei 80,88%, wobei die niedrigste bei 54,71% und die höchste Abbaurate bei 97,97% lagen. Die statistische Auswertung ergab, dass sich die Mittelwerte der MKW-gehalte während der Behandlung signifikant voneinander unterscheiden (<0,01). Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Versuche bestätigen den erfolgreichen Einsatz des Terraferm® Verfahrens unter Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien. Die starke Variabilität der Abbauraten in den Behandlungsmieten deutet aber auf einen weiteren Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich des Temperatur-einflusses, hin. / Contaminações de solos com hidrocarbonetos de petróleo são um problema ambiental com abrangência mundial devido à alta demanda de produtos refinados de petróleo. As fontes são múltiplas e estão relacionadas à exploração, produção, armazenamento, transporte, distribuição e à destinação final de petróleo e seus derivados. Hoje o Brasil está iniciando um processo de avaliação e cadastramento de suas áreas contaminadas e, conseqüentemente, está procurando alternativas para a remediação das mesmas. Processos biológicos estão ganhando cada vez mais importância no tratamento, especialmente de solos contaminados com compostos orgânicos. Estes métodos são favorecidos por serem mais limpos, com custos baixos e de mais fácil aplicação em escala industrial. Assim, com o objetivo de verificar a aplicabilidade da biorremediação através do processo Terraferm® às condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil, foi realizada a remediação ex situ de uma área contaminada com TPH, chamada Mina de Argila na Refinaria de Paulínia – REPLAN da PETROBRÁS S/A, em Paulínia - SP. Foram analisadas dez amostras de solo contaminado em relação aos parâmetros físico-químicos TPH, PAH, BTEX, metais (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), umidade, pH, oxigênio e granulometria. Três amostras com valores médios de TPH foram submetidas a ensaios de coluna para verificação da biotratabilidade do material e para definição de parâmetros de controle do processo em escala industrial. Foram removidos um total de 72.384t de material contaminado. Deste total, 21.050t foram classificadas como resíduo classe II segundo a NBR 10004 e encaminhadas para um aterro sanitário, e 51.334t foram classificadas como resíduo classe I, sendo destinadas à estação de biorremediação das empresas SAPOTEC/ESTRE, em Paulínia - SP. O solo contaminado foi tratado com o processo Terraferm®, que visa à otimização dos parâmetros que influenciam diretamente a atividade microbiana necessária para a biodegradação. O tratamento é feito em galpões com piso impermeabilizado e com um sistema de captação e tratamento das emissões geradas durante o processo de biodegradação. Após o pré-tratamento em máquina especial, que consiste na separação dos materiais não-tratáveis, na homogeneização e na adição de material estrutural, o solo contaminado foi colocado em onze pilhas de tratamento. Os fatores chave como o teor de oxigênio, a umidade e os nutrientes foram mantidos nas faixas consideradas ótimas. A caracterização química e o ensaio de coluna comprovaram a biotratabilidade do solo. Noensaio em coluna, obteve-se taxas de degradação entre 70,2% e 88,6% em 14 dias. Essas taxas altas são explicadas pela composição do TPH que consiste, neste caso, basicamente de n-alcanos e iso-alcanos considerados de fácil degradação biológica. A taxa média de degradação obtida no tratamento das onze pilhas foi de 80,88%, sendo a menor de 54,71% e a maior de 97,97%. Na análise estatística, verificou-se que as médias das concentrações de TPH durante cada período de tratamento diferem significativamente (<0,01). O trabalho conclui que o processo Terraferm® foi aplicado com sucesso nas condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil. Entretanto, os resultados do tratamento mostram uma alta variabilidade das taxas de degradação nas pilhas, que indica a necessidade de novas pesquisas, especialmente sobre a influência da temperatura no processo. / Soil contaminations with petroleum hydrocarbons are a worldwide environmental problem due to the high demand for refined petroleum products. Contamination sources are multiple and related to the exploration, production, storage, transportation, distribution, and final disposal of petroleum and its derivatives. Nowadays Brazil is starting to assess and record its contaminated areas and consequently search for alternatives for their remediation. Biological processes are gaining more and more importance, specially in the treatment of soils contaminated by organic compounds. These methods are favored for being cleaner, with lower costs, and more easily applicable to industrial scale. Therefore, with the objective of verifying the applicability of bioremediation to the environmental conditions of São Paulo State, Brazil, the ex situ remediation of a contaminated area by TPH was carried out by using the Terraferm® process. The area called Mina de Argila was located in the Paulínia Refinery – REPLAN, which belongs to PETROBRÁS S/A (the country's leader in the exploration, production, and distribution of petroleum products). Ten samples of contaminated soil were analyzed in relation to the physical-chemical parameters TPH, PAH, BTEX, metals (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), humidity, pH, oxygen and texture. Three samples with average values of TPH were submitted to column tests in order to assess the material biotreatability and define the control parameters of the process on industrial scale. A total of 72,384t of contaminated soil were removed. From this total, 21,050t were classified as class II waste according to NBR 10004 and sent to a landfill, and 51,334t were classified as class I waste and sent to the bioremediation plant of the companies SAPOTEC/ESTRE, in Paulínia – São Paulo State. The contaminated soil was treated with the Terraferm® process whose purpose is to optimize the parameters which directly influence the microbial activity necessary for biodegradation. The treatment was carried out in sheds with waterproof floor and a collection and treatment system for the emissions generated in the biodegradation process. After the treatment in a special machine, which consists in separating non-treatable materials, homogenizing, and adding structural material, the soil was placed into eleven treatment piles. The oxygen content, humidity, and nutrients were kept within a range considered optimum. The chemical characterization and the column test proved the soil biotreatability. In the column test, the degradation rates were between 70.2% and 88.6% in 14 days. These high rates are due to the TPHcomposition, which in this case basically consists in n-alkenes and iso-alkenes of easy biological degradation. The average degradation rate verified in the treatment of the eleven piles was of 80.88%, the lowest being 54.71% and the highest 97.97%. In the statistical analysis, it was verified that the average concentrations of TPH during each treatment period differ significantly (<0.01). The conclusion of this work is that the Terraferm® process was successfully applied to the environmental conditions of São Paulo State. However, the treatment results show a high variability in the degradation rates of the piles, which indicates the need for further research, specially on the influence of temperature on the process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:55:22Z : No. of bitstreams: 1 107118.pdf: 3239225 bytes, checksum: 20f35f5314933f1231586b6077faad74 (MD5) / Análise do programa Ação Corretiva Baseada no Risco (RBCA) com o objetivo de verificar se é adequada sua aplicação em contaminações de solos e águas subterrâneas por mistura de gasolina e etanol no Brasil. O RBCA é um programa que utiliza análise de risco para seleção de parâmetros de remediação de contaminações. Estudo e simulações dos modelos matemáticos de transporte e degradação dos contaminantes benzeno, tolueno e xileno (BTX) contidos no programa RBCA apontando as falhas dos modelos nos casos de simulações com gasolina brasileira que é misturada com etanol.

[pt] A escolha, por parte dos governos, de qual regime de taxação adotar sobre o petróleo determina como a renda gerada pela atividade de exploração e produção deste é dividida entre o Estado e os investidores particulares. Por parte dos Estados é extremamente importante a escolha de um regime que não desestimule os investidores particulares, e que por outro lado seja capaz de gerar renda suficiente para impulsionar a sua economia e produzir o bem estar da sua população. Este trabalho faz um estudo dos principais regimes de taxação sobre o petróleo identificando como a renda gerada pelo campo é distribuída entre o governo e os investidores particulares, e calcula a exposição ao risco dos agentes para ambos os regimes estudados. O objetivo é verificar se estes atendem aos principais requisitos que um regime deve ter para ser considerado eficiente (simplicidade e neutralidade) e se existe uma relação entre o tipo de regime e as variáveis citadas acima. Os principais regimes de taxação existentes no mundo são o regime de concessão e o regime de partilha. Foram estudados os regimes vigentes na Austrália, na Noruega, no Brasil e na Indonésia. Os três primeiros países adotam o regime de concessão e o último adota o regime de partilha. Dentre os regimes estudados o da Austrália mostrou ser o mais simples, sendo a remuneração do governo feita através de duas taxas, e o da Indonésia o mais complexo, onde a remuneração do governo é feita através de cinco taxas. O Brasil apresenta um regime considerado simples, sendo a receita do governo feita através de três taxas. A distribuição da renda gerada pela atividade de exploração e produção do petróleo é mais equitativa na Austrália onde os investidores particulares recebem cerca de 16,6% e o governo 88,4%. No Brasil cabe aos investidores particulares 9,16% e ao governo 90,84%. A Noruega e a Indonésia apresentaram regimes de taxação que penalizam o investidor particular, o campo apresenta um VPL positivo antes do pagamento das taxas e negativo após. O Brasil e a Austrália apresentaram VPL positivo antes e depois do pagamento das taxas. Através dos resultados encontrados pode-se verificar que não existe uma relação entre o tipo de regime e as seguintes variáveis: equidade na distribuição da renda, neutralidade e exposição ao risco do investidor particular e do governo. Países que adotam o mesmo regime, de concessão, apresentaram características diferentes: Noruega mostrou ser um regime que penaliza o investidor particular e a Austrália um que possui a distribuição de renda mais equitativa. Em relação ao risco o que apresentou um maior risco para o investidor particular foi a Indonésia e o que apresentou menor risco foi a Austrália. O Brasil em ambos os casos ficou em terceiro lugar. Sendo assim, um regime em si não pode ser considerado mais eficiente do que outro. A questão principal é a forma como a taxação é feita dentro de cada regime. O foco da discussão deveria ser como o petróleo vai ser taxado dentro do atual regime (concessão), dado que agora o volume de reservas do país atingiu um nível inédito, e não qual o regime de taxação adotar. / [en] Government choice of which taxation regime to adopt on oil determines how the revenue generated by the activity of exploring and producing this oil is shared between the State and private investors. From the point of view of the State, it is extremely important to choose a regime that does not detract private investors and that is also capable of generating enough revenue to bolster the country´s economy and promote the well-being of its population. The present work studies the main taxation regimes on oil, identifying how the income generated by this product is distributed between government and private investors. It also calculates the level of risk for agents in both regimes analysed. The aim is to verify if these regimes comply with the main requirements necessary for a regime to be considered efficient − simplicity and neutrality – and if there is a relation between the kind of regime and the variables mentioned above.The main taxation regimes in the world are concession and sharing. The regimes adopted by Australia, Norway, Brazil and Indonesia were studied. The first three countries adopt the concession regime, while the latter adopts the sharing one. The Australian regime – in which government remuneration was obtained by two taxes − was the simplest of all analysed regimes, while that of Indonesia – in which government remuneration was obtained by five taxes − was the most complex. The Brazilian regime is considered to be simple: government revenue is obtained by means of three taxes. The distribution of the revenue generated by oil exploration and production is more balanced in Australia, where private investors receive around 16.6% and the government around 88.4%. In Brazil private investors gain 9.16% and the government 90.84%.The regimes in Norway and Indonesia penalize the private investor; the field presents a positive net current value prior to taxes and negative after taxes. Brazil and Australia displayed positive net current value prior to and after taxes levied. The findings suggest that there is no relation between the kind of regime and the following variables: equity in income distribution, neutrality, and investor and government risk. Countries that adopt the same regime – concession – presented different characteristics. The regime adopted by Norway penalized the private investor, while that of Australia distributed revenues more equitably. As regards risk, the regime with greatest risks for private investors was the Indonesian, while the one with least risks was the Australian. Brazil ranked third in both categories. Thus, a regime cannot be considered more efficient than another. The main issue is how taxes are levied within each regime. Given that the Brazilian oil reserve has reached unprecedented levels, discussion should focus on how oil will be taxed in the present regime (concession), rather than on the taxation regime adopted.

[pt] A previsão da produção de poços tem um papel crucial na engenharia de petróleo. Logo, a modelagem do escoamento no reservatório e no poço é fundamental em diversos problemas nessa área. Na maioria esmagadora dos problemas, a equação de Darcy é a escolha para prever o comportamento do fluxo em rochas petrolíferas. O grande sucesso do uso da equação de Darcy, infelizmente, levou sua aplicação para fora do âmbito dos problemas para os quais esta se aplica. A equação clássica de Darcy apresenta limitações quando aplicadas em meios porosos altamente heterogêneos, por exemplo com cavidades conectadas por redes de fraturas, com vugs e cavernas. Ao longo dos anos, outras modelagens foram propostas e derivadas de outros pontos de vista para tratar o escoamento em meios porosos, por exemplo, através do processo de média de volume ou através de teoria de mistura. O presente trabalho utiliza as equações médias em meios porosos. O modelo desenvolvido contabiliza termos adicionais para a equação de quantidade de movimento linear que são relevantes em várias situações práticas, e envolve a solução conjunta das equações de conservação. No modelo desenvolvido neste trabalho, o escoamento no reservatório é resolvido de forma acoplada ao escoamento ao longo do poço, considerando a possibilidade de utilização de diferentes tipos de completação. As previsões dos campos de pressão e velocidade, assim como a produtividade de poços de petróleo utilizando o modelo desenvolvido são comparadas com as previsões do modelo baseado na equação de Darcy. Mostra-se que para determinadas situações, em especial em reservatórios carbonáticos, altamente heterogêneos, grandes diferenças podem ser obtidas. A previsão da produtividade de um poço a partir da equação de Darcy pode ser significativamente super-estimada. / [en] Predicting wellbore production plays a crucial role in petroleum engineering. Therefore, the modeling of the ow in reservoir and in wellbore is fundamental in several problems in this area. In the overwhelming majority problems, Darcy s equation is the choice to predict the behavior of ow in reservoirs. The great success of Darcy s equation, unfortunately, took its application out of the scope of the problems for which it applies. The classic Darcy s equation presents limitations when applied in highly heterogeneous porous media, for example with cavities connected by fracture networks, with vugs and caves. Over the years, other models have been proposed and derived from other points of view to treat ow in porous media, for example through the average volume process or through mixture theory. The present work considers the average volume process in porous media. The developed model includes additional terms for the linear momentum equation that are relevant in several practical situations, and involves the joint solution of conservation equations. In the model developed in this work, the ow in the reservoir is solved coupled to the wellbore ow, considering the possibility of using different completion types. The pressure and velocity fields predictions as well as the productivity of oil wellbores using the developed model are compared with the predictions of the model based on the Darcy s equation. It is shown that for certain situations, especially in highly heterogeneous carbonate reservoirs, large differences can be obtained. The prediction of the productivity of a wellbore from the Darcy s equation can be significantly overestimated.

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

[pt] No processo de perfilagem de poços de petróleo e gás, as propriedades entre duas camadas axiais podem apresentar diferenças. Estas descontinuidades das propriedades algumas vezes trazem dificuldades na representação do comportamento dos campos electromagnéticos. Nas análises eletromagnéticas de perfilagem de poço de petróleo, o Método de Casamento de Modos (NMM) vem sendo utilizado a partir da combinação de técnicas numéricas com analíticas e da resolução das equações de Maxwell em meios heterogêneos, cujos campos eletromagnéticos, na direção axial, são representados via decomposição espectral, e, na direção radial, por meio de solução das equações diferenciais ordinárias. Assim, com o objetivo de explorar a representação dos campos eletromagnéticos sobre as interfaces axiais via NMM, este trabalho propõe a utilização de funções B-Splines cúbicas na expansão dos campos, na direção axial, bem como a incorporação da multiplicidade de nós, que permitem uma melhor representação do comportamento dos campos nas interfaces axiais. O algoritmo implementado foi validado nas suas diversas etapas ao comparar os autovalores da representação modal com os obtidos analiticamente em problemas canônicos, e os resultados finais comparados com exemplos apresentados na literatura e calculados com o Método de Diferenças Finitas no Tempo (FDTD). O método NMM, combinado às funções B-Splines cúbicas, foi aplicado a vários perfis de poços de petroléo que serviram de exemplo neste estudo. Um estudo comparativo mostrou que o uso das funções B-Splines cúbicas com multiplicidade dos nós sobre as descontinuidades permitiu uma redução no número total de nós nas expansões dos campos eletromagnéticos. / [en] In the logging process of gas and oil wells, differences in the properties between two axial layers can usually be found. These property discontinuities can bring difficulties for the representation of electromagnetic fields behavior. For electromagnetic analysis of well logging, the Numerical Mode-Matching - NMM method has been used. It combines numerical and analytical techniques, by solving equations Maxwell s in a heterogeneous media. There, the electromagnetic fields in the axial direction are represented by spectral decomposition and in the radial direction are represented by the solution of Ordinary Differential Equations (ODE). With the objective of explorer the representation of the electromagnetic fields on axial interfaces in the Numerical Mode Matched Method, this work explores the use of B-Splines cubic functions to expand the fields in the axial direction, as well as the incorporation of the multiple knots fetching to become the representation of fields behavior most optimized and realistic on axial interfaces. The NMM algorithm was implemented and it was validated by comparing the final results with those obtained by using Finite Difference Time-Domain – FDTD to analyse examples shown in the literature. To validate the results obtained for the eigenvalues, they were compared with the analytical solutions obtained for canonical configurations. The use of NMM Method combined with B-Spline cubic has been applied to several well profiles shown in the literature. The comparative study showed that the use B-Spline cubic with multiple knots near the discontinuities allows a reduction in the overall number of knots employed in the field expansion.

[pt] O objetivo desta dissertação é quantificar e analisar as possíveis diferenças oriundas de métodos de correção de volume de diferentes normas na medição de derivados líquidos de petróleo. Essas correções são necessárias pois variações na temperatura e pressão a que esses fluidos estão submetidos geram variações de volume que podem levar a grandes diferenças entre os volumes medidos por clientes e fornecedores, em virtude de variações nas condições operacionais. De forma a minimizar a influência dessas variações nos volumes a serem considerados, estabeleceu-se uma condição padrão (20 graus Celsius e 101,325 kPa) para a qual todos os volumes medidos nas transações realizadas no Brasil devem ser corrigidos. A motivação deste trabalho advém do fato da regulamentação brasileira que rege essas correções ser muito antiga (anos 1970). Esse trabalho é uma oportunidade para analisar métodos de correção de volume mais recentes. Esses métodos podem gerar erros menores nas suas correções a depender das hipóteses adotadas em seus desenvolvimentos. Além disso, uma análise do impacto econômico da adoção desses métodos é realizada. Para estudar estas possíveis diferenças, a metodologia aplicada utiliza distribuições que modelam a variação da massa específica dos produtos ao longo do processo produtivo e, para outros, dados coletados ao longo de certos períodos especificados. São, então, obtidas massas específicas resultantes da aplicação de cada método. De posse das massas específicas calculadas nos resultados, são verificadas diferenças estatisticamente relevantes entre as correções efetuadas por cada método. As conclusões demonstram que essas diferenças justificam a atualização da regulamentação com os métodos contidos nos padrões mais atuais. / [en] The aim of this dissertation is to quantify and analyze the possible differences caused by the application of the correction methods defined on different standards for the measurement of the volume of liquid petroleum derivatives. This correction is necessary because pressure and temperature variations can cause considerable differences between measurements made by customer and supplier, due to operational conditions variations. To standardize this measurement, it was established that all volumes used on transactions in Brazil should be corrected to a base condition (in Brazil, 20 degrees Celsius and 101.325 kPa). This work s motivation comes from the fact that the Brazilian regulation is quite old (from the 1970s). This work is an opportunity to analyze more recent correction methods. These methods can give smaller errors depending on the hypothesis adopted in its developments. Besides that, an economic impact analysis of these methods adoption in realized. To study these possible differences, the applied methodology uses statistical distributions that model the specific gravity of the products during the productive process and, in other cases, uses data collected during certain periods. Corrected specific gravity values are, then, obtained for each method. With these values at hand, some statistically relevant differences are verified. Conclusions demonstrate that these differences justify the update of Brazilian regulation with the methods contained in standards that are more recent.

[pt] As unidades operacionais da área de Exploração e Produção (EeP) da PETROBRAS utilizam relatórios diários para o registro de situações e eventos em Unidades Estacionárias de Produção (UEPs), as conhecidas plataformas de produção de petróleo. Um destes relatórios, o SITOP (Situação Operacional das Unidades Marítimas), é um documento diário em texto livre que apresenta informações numéricas (índices de produção, algumas vazões, etc.) e, principalmente, informações textuais. A parte textual, apesar de não estruturada, encerra uma valiosíssima base de dados de histórico de eventos no ambiente de produção, tais como: quebras de válvulas, falhas em equipamentos de processo, início e término de manutenções, manobras executadas, responsabilidades etc. O valor destes dados é alto, mas o custo da busca de informações também o é, pois se demanda a atenção de técnicos da empresa na leitura de uma enorme quantidade de documentos. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um modelo de processamento de linguagem natural para a identificação, nos textos dos SITOPs, de entidades nomeadas e extração de relações entre estas entidades, descritas formalmente em uma ontologia de domínio aplicada a eventos em unidades de processamento de petróleo e gás em ambiente offshore. Ter-se-á, portanto, um método de estruturação automática da informação presente nestes relatórios operacionais. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia é útil para este caso, ainda que passível de melhorias em diferentes frentes. A extração de relações apresenta melhores resultados que a identificação de entidades, o que pode ser explicado pela diferença entre o número de classes das duas tarefas. Verifica-se também que o aumento na quantidade de dados é um dos fatores mais importantes para a melhoria do aprendizado e da eficiência da metodologia como um todo. / [en] The operational units at the Exploration and Production (E and P) area at PETROBRAS make use of daily reports to register situations and events from their Stationary Production Units (SPUs), the well-known petroleum production platforms. One of these reports, called SITOP (the Portuguese acronym for Offshore Unities Operational Situation), is a daily document in free text format that presents numerical information and, mainly, textual information about operational situation of offshore units. The textual section, although unstructured, stores a valuable database with historical events in the production environment, such as: valve breakages, failures in processing equipment, beginning and end of maintenance activities, actions executed, responsibilities, etc. The value of these data is high, as well as the costs of searching relevant information, consuming many hours of attention from technicians and engineers to read the large number of documents. The goal of this dissertation is to develop a model of natural language processing to recognize named entities and extract relations among them, described formally as a domain ontology applied to events in offshore oil and gas processing units. After all, there will be a method for automatic structuring of the information from these operational reports. Our results show that this methodology is useful in SITOP s case, also indicating some possible enhancements. Relation extraction showed better results than named entity recognition, what can be explained by the difference in the amount of classes in these tasks. We also verified that the increase in the amount of data was one of the most important factors for the improvement in learning and methodology efficiency as a whole.

[pt] Na indústria de petróleo, é imprescindível a visualização clara e desambigua de campos vetoriais resultantes de simulações numéricas de reservatórios de petróleo. Nesta dissertação, estudamos o uso da convolução de integral de linha (Line Integral Convolution – LIC) para gerar imagens de campos vetoriais 3D estacionários e aplicar o resultado em um visualizador volumétrico na GPU. Devido a densidade de informação presente na visualização volumétrica, estudamos os uso de texturas esparsas como entrada para o algoritmo de LIC e aplicamos funções de transferência para designar cor e opacidade a volumes de campos escalares, a fim de codificar informações visuais a voxels e aliviar o problema de oclusão. Além disso, tratamos o problema de codificação da direção de fluxo, inerente do LIC, usando uma extensão do algoritmo – Oriented LIC (OLIC). Por último, demonstramos um método de animação do volume a fim de ressaltar a direção do fluxo ainda mais. Comparamos então resultados do algoritmo LIC com o de OLIC. / [en] In the oil industry, clear and unambiguous visualization of vector fields resulting from numerical simulations of black-oil reservoirs is essential. In this dissertation, we study the use of line integral convolution techniques (LIC) for imaging 3D steady vector fields and apply the results to a GPU-based volume rendering algorithm. Due to the density of information present in volume renderings of LIC images, we study the use of sparse textures as input to the LIC algorithm and apply transfer functions to assign color and opacity to scalar fields in order to encode visual information to voxels and alleviate the occlusion problem. Additionally, we address the problem of encoding flow orientation, inherent to LIC, using an extension of the algorithm – Oriented LIC (OLIC). Finally, we present a method for volume animation in order to enhance the flow orientation. We then compare results obtained with LIC and with OLIC.