Orientador: Francisco Jose Soares Alhanati / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T12:46:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_GalileuPauloHenkeAlvesde_M.pdf: 21214387 bytes, checksum: 7c4f31ed639a25116e863afb87dda313 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O método de elevação artificial gas-lift contínuo é responsável por uma parcela significativa da produção de petróleo, tanto em campos terrestres quanto em campos offshore.No entanto, poços produzindo por este método estão sujeitos a instabilidades. Estas instabilidades, manifestadas na forma de grandes variações nas vazões e pressões, acarretam uma redução da produção do poço, além de problemas operacionais nas plantas de processo e tratamento de óleo e gás. O fenômeno da instabilidade em poços com gas-lift contínuo foi estudado por diversos autores, essencialmente através de três enfoques diferentes: análise desenvolvida a partir de relações válidas para o regime permanente, abordagem transiente com solução numérica e abordagem transiente com solução analítica, esta última resultando em critérios analíticos de aplicação mais ou menos imediata. Estes enfoques implicam em diferentes graus de compromisso entre simplicidade, exatidão e generalidade. Este trabalho trata o fenômeno de instabilidade através uma abordagem transiente com solução numérica, com características, em certos aspectos, semelhantes a alguns trabalhos encontrados na literatura. O modelo desenvolvido faz uso de uma formulação unidimensional para o fluxo multifásico em escoamento vertical, incluindo a transferência de massa gás-líquido e com o escorregamento entre fases modelada através de uma equação algébrica para a velocidade relativa entre fases. A formação produtora foi tratada tanto segundo um modelo IPR linear quanto de um modelo de fluxo em meio poroso, radial, monofásico e transiente. O efeito desses dois modelos para a formação produtora sobre o comportamento transiente para o poço foi analisado. Restrições ao fluxo de gás e de líquido (chokes) foram acrescentadas ao modelo, mostrando ter um efeito considerável sobre a estabilidade. O controle da vazão de gás de elevação foi estabelecido através de um modelo para válvulas de gas-lift de orifício de fole carregado. O comportamento dos fluidos foi modelado segundo o método black-oil. Diversos tipos de comportamento foram observados, a depender da configuração estabelecida para o poço. Os resultados do modelo desenvolvido, obtidos através de simulação computacional, foram contrapostos a previsões dos critérios analíticos / Abstract: The continuous gas-lift method is responsible for a great share of the world oil production, in both onshore and offshore fields. However, some gas-lifted wells are faced with unstable behaviour. These instabilities, shown by huge variations in flow rates and pressures, imply decrease in the production of the well, and operational problems in the plants for oil and gas treatment. Studies of the phenomenon of instability in continuous gas-lift wells were carried out by several authors, basically through three different approaches: analysis based on steady state flow equations, transient approach using a numerical solution and transient approach using an analytical solution. The option for each one of these three implies a compromise among simplicity, accuracy and generality. This work treats the above cited phenomenon through a transient approach, with numerical solution, and has characteristics, in some aspects, similar to works already published. The model developed makes use of an unidimensional drift flux formulation to describe the vertical two-phase flow, accounting for mass transfer between the gas and the liquid phases. The gas-liquid slipping was taken into account through an algebraic equation for the relative velocity. The reservoir was described both by an IPR model, and a transient, radial, monophasic porous media flow. The effect of the reservoir model over the predicted well behaviour was discussed. Restrictions to the flow (chokes) were added to the model, resulting in important effects over the system stability. Orifice and bellows charged gas-lift valve models were also added, to describe closely the lift gas flow income into the tubing. Fluids phase behaviour was modelled using the black-oil method. Different types of well behaviour were observed, depending on the particular well characteristics. The developed model results, obtained through computer simulations, were compared to analytical criteria predictions / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientadores: Otto Luiz Alcantara Santos, Fernando Iguti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T13:34:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gravina_CarlosCabral_M.pdf: 7303813 bytes, checksum: 059cd259cf8a0da67b056a6d4de50494 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O problema do fechamento das paredes do poço, ocasionando a prisão da coluna de perfuração ou o colapso dos tubos de revestimento, tem ocorrido quando um poço de petróleo atravessa certos tipos de formações salinas, devido ao pronunciado comportamento plástico dessas e, principalmente, devido ao seu comportamento de fluência ao longo do tempo. O aumento da temperatura e/ou da tensão que agem sobre esses sais acelera e agrava o comportamento de fluência dos mesmos, de tal forma que, quanto mais profundo o sal for encontrado, mais rápido se manifestará e mais intenso será o problema a enfrentar. Visando-se auxiliar o projetista do poço e o acompanhamento operacional da sua execução, foi elaborado um programa de computador com a finalidade de estimar o fechamento do poço ao longo do tempo em frente à zona de sal, simulando-se no programa as condições físicas relevantes que exercem influência sobre o comportamento mecânico do sal e que se esperam encontrar no poço. O Método dos Elementos Finitos foi empregado no desenvolvimento do programa, sendo o comportamento estático do sal simulado através da aplicação da teoria elástica linear sobre modelo de elementos triangulares em estado plano de deformações. O comportamento quase-estático ou a fluência do material no tempo foi representada pela aplicação de uma equação empírica de fluência do tipo potencial, utilizada por diversos pesquisadores em projetos de escavação de minas de sal e depósitos de lixo da equação fluência atômico. Essa é empregada para representar o comportamento primária ou transiente e se ajusta perfeitamente ao escopo deste trabalho. As equações diferenciais de equilíbrio quase-estático foram obtidas pelo princípio dos trabalhos virtuais e integradas no tempo utilizando-se do Algoritmo Explícito de Euler. Consideram-se as hipóteses da linear idade geométrica e isotropia do material. Realizaram-se simulações visando-se abranger um bom número de situações possíveis de serem encontradas nos poços de petróleo, sendo os resultados apresentados na forma de gráficos, acompanhados de análises e comentários / Abstract: Drilling incidents such as stuck pipe and collapsed casing string take place when some type of salt formations are drilled because of the high pronounced plastic behavior of the salt and the creep behavior as a function of time of this type of rock. The creep behavior becomes faster and more severe if temperature and/or pressure acting on the salt go up. The deeper the salt is found, the earlier and more intense the troubles caused by salt creep will be evident. A compute r program was written to estimate the borehole closure rate in front of a salt zone. It simulates the relevant physical conditions expected to be found in the well that influence the salt mechanical behavior. The program can assist the drilling personnel during the design and the execution phases of the well. The computer program uses the finite element theory. The static behavior of the salt was approached by using the linear elastic laws over triangular elements in Plane Strain state. The quasi-static behavior, or the salt deformation with time (salt creep), was approached by a power law empirical equation of creep, used by most of the researchers in underground excavations projects of salt mines or atomic waste repositories. The equation mentioned above is used to represent the primary or transient creep and fits very good to the physical conditions considered in this work. The quasi-static equilibrium differential equations were derived from the virtual work principIe and were integrated over the time by the use of Euler's Explicit AIgorithm. The material isotropy and geometric linearity were assumed in this work. Simulations were done covering most of the drilling situations found while drilling through moving salt formations. The results are showed through graphical outputs with some pertinent comments / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eric Edgar Maidla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeitaoJunior_HelioCaetanoFrota_M.pdf: 2419942 bytes, checksum: f1f691f20081ad3271a91db9dcbf3568 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: A necessidade de pesquisa adicional para operações de controle de kick é caracterizada pela utilização de novas técnicas de perfuração de poços (direcionais, horizontais, delgados). Historicamente são citadas grandes perdas em bens materiais e vidas humanas antes da realização de pesquisa para as operações de controle hoje usadas, mas ainda não adequadas às novas técnicas de perfuração que têm crescente utilização em nossos dias...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The continuos developments of the drilling techniques such as slim hole drilling, directional and horizontal drilling, etc., have demanded more research concerning well control operations. Historically, a great trugle took place to reach the current technology on well control methods, that have been costly to the industry financially and through the loss of human lives, but nevertheless we haven't reached adequate levels of knowledge to meet the demands of the drilling techniques used today...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientadores: Victor Prodonoff, Celso Kazuyuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guz_JoseLeo_M.pdf: 2223501 bytes, checksum: 4c05d601880d857f4814e5106db7b912 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Objetiva-se nesta dissertação implantar um método computacional que permita a análise estática estrutural de uma coluna de perfuração sob as mais diversas condições, como em poços verticais ou com grandes inclinações. Desenvolve-se o estudo do elemento finito de viga-coluna, associado ao efeito de contato ou de restrição à movimentação lateral, como o que ocorre com uma coluna de perfuração confinada pelas paredes de um poço de petróleo...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The purpose of this dissertation is to describe the implementation of a computational method for static structural analysis of bottom-hole assemblies under several configuration such as vertical holes or holes with significant inclination. A simple beam-column finite element was developped, taking into account contact effects or transversal constraints, such as those wich occurs with collars inside a drilled hole...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientadores: Victor Prodonoff, Fernando Iguti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordovil_AndreGustavoDiPalma_M.pdf: 3579288 bytes, checksum: 894f41a8be3c5b29b5c69598f05278a8 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho discute o uso da superposição modal como técnica de obtenção da resposta dinâmica de uma coluna de perfuração. São apresentadas as formulações da resposta a alguns carregamentos simples, a um carregamento transiente e é realizada a análise no domínio da freqüência. Um programa de computador, já existente, foi usado como base das alterações feitas, seguindo os objetivos da tese. Foram simulados alguns exemplos simples e um exemplo de aproximação da resposta não linear de uma coluna de perfuração. Os resultados são mostrados na forma de tabelas comparativas e gráficos / Abstract: In this study, The dynamic behavior of adrill string is analyzed using the modal superposition technique. The dynamic responses For simple input loadings, for the transient loading and a analysis in the frequency domain are discussed. The final computer program is based On aprevious one, modified according to the objective of this thesis. Some simple cases and an Example of approximation for the non-linear response of a drillstring are iscussed. Graphics .and tables are used to show the final results / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Otto Luiz Alcantara Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_HeitorRodriguesdePaula_M.pdf: 2736352 bytes, checksum: 62234c9fad5c5e9d286307a9d8f5a7cf (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento da pressão dos fluidos que ocorre durante o especial acidente na perfuração de um poço submarino de petróleo conhecido como "Riser Blowout" ( * ). O modelo usado neste estudo baseia-se na solução do sistema de equações diferenciais parciais que governam o fluxo ascendente da mistura bifásica fluido de perfuração/ gás dentro do espaço anular entre a coluna de perfuração e o "marine riser". As perdas de carga devido a aceleração do fluido de perfuração à juzante da zona bifásica. bem como o fenômeno do fluxo crítico no escoamento da mistura pelo "diverter" são considerados. à modelo foi desenvolvido a partir de modificações introduzidas naquele apresentado por Otto Santos em 19891. Através de uma análise de sensibilidade. o efeíto de alguns parâmetros do processo. especialmente a vazão de circulação para a remoção da mistura bifásica. é investigado.(*)Vale ressaltar que vários têrmos ao longo desta dissertação serão propositadamente mantidos na sua forma original em inglês, seja por não haver ainda tradução apropriada para o português, seja por terem seu uso consagrado na indústria e na literatura. Da mesma maneira, utilizar-se-á o Sistema de Unidades do Campo (com o respectivo valor no Sistema Internacional entre parênteses) pela sua ampla difusão na comunidade técnica da Engenharia de Petróleo / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Kelsen Valente Serra / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade d eengenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_PauloDore_M.pdf: 2646734 bytes, checksum: 6baa0e40d51be7ab8b1e8debbe6f6453 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: A estimulação através de fraturamento hidráulico é uma técnica cada vez màis utilizada na indústria do petróleo e cujo custo, dependendo do poço, mostra-se como um fator substancial, motivo pelo qual a operação deve ser muito bem planejada. O projeto de um fraturamento hidráulico é feito baseando-se na premissa de que a fratura criada na rocha reservatório é semelhante a um dos modelos clássicos de fratura, dos quais se conhece as equações de geometria e o comportamento de pressão. O modelo de fratura a ser escolhido para o dimensionamento do tratamento dependerá, básicamente, do conhecimento prévio do campo e da experiência acumulada através de outros fraturamentos ali realizados ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Hydraulic fracturing is a common stimulation technique used in petroleum industry. It needs to be very well planned because of the costs of the treatment that, depending on the well, may be very substancial. The design of a hydraulic fracture is based upon classical fracture models with very known geometry equations and pressure behavior. The fracture model used in a design of a treatment depends most on the field experience, obtained in the fracturing operations performed in the area / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eric Edgar Maidla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Falcao_JoseLuiz_M.pdf: 2428278 bytes, checksum: 46688bfdf0ffacaa35464eb20aed74f5 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Determinar um PROGRAMA DE BROCAS que seja compatível com a litologia e que REDUZA o CUSTO DO METRO PERFURADO, torna-se cada vez mais importante devido tanto aos altos custos envolvidos na perfuração de um poço quanto às incertezas sobre o retorno do capital investido. Com esse objetivo apresenta-se um Método de Escolha de Brocas de Diamante Policristalino (PDC). São analisados outros métodos que consideram as características das formações, assim como algumas características construtivas e de projeto desse tipo de broca que tem influência sobre o seu desempenho...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Due to the high costs of oil well drilling, as well as the uncertainties about the revenues of the invested money, the development of a Bit program compatible with the formation to reduce the costs of the drilled meter has become increasingly important. In order to achieve costs reduction a proporsal of a method to select Pollycrystalline Diamond Bits (PDC) is presented here, where some selecting methods that consider the characteristics of the formation are analysed. Some project and construtive characteristics of this kind of bits that condition its performance are also analysed here...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T03:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LuizCarlosGoncalvesde_M.pdf: 6616628 bytes, checksum: 9ffa106a18915301c9350cad1c4bbd1b (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Este trabalho versa sobre o estudo de escoamento multifásico de petróleo em um sistema de produção marítimo existente. O sistema consiste de dez poços produtores conectados a uma rede coletora submarina na que se comunica com a plataforma através de 3 linhas. O fluxo de fluido multifásico foi estudado desde os canhonados dos poços até a chegada à plataforma. As condições que determinam a distribuição das fases entre as linhas são ditadas pela perda de carga através das tubulações e componentes e pela diviso desigual das fases em componentes tipo "Tê", integrantes da si stema de produção. As pressões de chegada das linhas na plataforma são conheci das, bem como os par âmetros que deter mi nara a curva de produção característica de cada poço. Construiu-se um simulador numérico que pudesse prever a resposta do sistema face a alterações nas condições operacionais. Partiu-se de modelos já existentes para perda de carga e divisão de fases em componentes. Não se tem noticia da construção de simuladores de produção que incluam o fenômeno de divisão das fases. A resolução da rede coletora foi feita através da elaboração de rotinas e algoritmos desenvolvidos especialmente par a o tipo de instalação existente, uma vez que os métodos tradicionais de calculo de redes em escoamento monofásico são inaplicáveis par a escoamento multifásico. A resposta do simulador foi testada, em dois níveis : suas previsões foram verificadas em reiação à expectativa de respostas ao se variar condições operacionais e também contra resultados de campo. Inicialmente procurou-se conhecer a qualidade das respostas do simulador. Algumas si mutações prevendo alterações usuais nas condições de operação foram efetuadas. Os resultados apresentaram boa concordância qualitativa. Os resultados quantitativos mostraram que o simulador previu satisfatoriamente a produção total de fluidos que chega à plataforma e que esta é independente da divisão de fluidos por entre as linhas. Quanto à produção individual de cada linha, o simulador apresentou erros relativos de até 20%, para a linha principal de maior diâmetro, a qual produz pelo menos 68% do total das três linhas. Para as demais linhas, de diâmetro inferior, os erros foram maiores, da ordem de até 100%, relativamente aos dados de campo. Constatou-se que a rede coletora existente dispõe de pouca flexibilidade operacional e que, das linhas que a ligam à plataforma, apenas a linha de produção principal apresenta papel relevante no transporte de fluidos quando não há poços era teste. Sugestões para a melhoria das previsões do modelo e para novos trabalhos nesta área foram feitas. / Abstract: This work deals with the petroleum multiphase flow study that takes place in an exi sting early production system. Ten flowing wells producing through a subsea manifold that collects their productions and send the resulting mixture to a semi submersible rig, located 350 ft above the manifold. Three lines conduct the production from the manifold to the platform. Multiphase flow was studied from the perforations up to the platform. Conditions which deter mine the phase distribution among the lines are given by the pressure drops across pipes and components. No previous intonation about other production simulators dealing with the splitting phenomena was found in literature. The solution for the subsea network was done by developing special routines and procedures, since the well known methods for monophase networks couldn't be applied or adapted for the multiphase flow. The simulator outputs were verified with respect the expected behavior when operational conditions had been changed and with experimental numerical values. Output quality was investigated. Some simulations foreseeing usual changes in the MSP normal configuration were done. Results show good qualitative agreement. The quantitative comparison shows that the simulator was able to predict adequately the total amount of produced fluid. Furthermore, it shows this amount is independent of the phase division which takes place at the T junctions. Relating to the individual production of each line, the simulator provide errors up to 20% to the main line (larger diameter) but up to 100% to the production II line, in relation to the measured data. It was noted that the existing network has a poor performance concerning the operational flexibility: actually only the main production line performs a relevant function in conducting fluids when there is no well being tested. Suggestions for the improvement of this model have been made, as well as for further works in this area / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eric Edgar Maidla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T08:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ohara_Shiniti_M.pdf: 6120556 bytes, checksum: 88a0b0766c0c073967a3e167940a43a8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: A perfuração de um poço de petróleo envolve cifras de alguns milhões de dólares. Para se atingir o objetivo, isso é as zonas portadoras de hidrocarbonetos são utilizadas brocas para se perfurar às formações. A escolha adequada do tipo de broca, assim como o peso aplicado e a velocidade de rotação. contribui muito para a redução de custo e aumento no rendimento da perfuração. Para a escolha do tipo de broca, foi utilizada a proposta de Mason, que se baseia no cálculo da tensão de compressão da rocha, obtida através de perfis sônicos. O método para escolha de broca mostrou bons resultados, quando se comparou as brocas utilizadas para perfurar o poço com o perfil de tensão de compressão, obtida após o término do poço. E, também, obteve-se bons resultados na previsão das brocas a serem utilizados num próximo poço a ser perfurado. Para a seleção do peso sobre a broca e velocidade de rotação foi utilizado o modelo de perfuração de Bourgoyne & Young. Inicialmente foi verificado a confiabilidade do modelo em 4 poços. Situados no litoral de Alagoas . que se mostrou satisfatório. Com dados destes 4 poços foi previsto ara um quinto poço na mesma área, a taxa de penetração com bons resultados. Depois, então, foi feita a seleção de peso e rotação para a perfuração do quinto poço, com ênfase em minimizar o custo por metro perfurado. O tipo de broca foi escolhido pelos perfis de tensão de compressão, dos postos de correlações. Da verificação de que a tensão de compressão é um favor importante na taxa de penetração da broca, é proposto um modelo de perfuração, com base em análise dimensional, incluindo este parâmetro. O modelo apresentou bons resultados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo