Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T11:46:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_PauloDore_D.pdf: 9884084 bytes, checksum: 4a62853de86ca00ea50cc787686f1101 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho é proposto um modelo matemático semi analítico, para simulação de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente em rochas portadoras de hidrocarbonetos. o modelo leva em conta a variação das três dimensões da fratura (abertura, altura e comprimento) durante o processo de propagação. A exemplo de outros modelos pseudo tridimensionais existentes na literatura, algumas hipóteses básicas são admitidas pelo modelo, tais como o fluxo unidimensional no interior da fratura, contraste simétrico de tensões confinantes e ausência de contraste de propriedades mecânicas entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. As relações fundamentais utilizadas pelo modelo são a equação de England e Green, para determinação da abertura da fratura, equação de fluxo entre placas paralelas, para determinar a distribuição de pressão no interior da fratura, equação de Rice, que fornece uma relação entre a altura da fratura e a pressão de propagação e, por fim, equação da continuidade, que determina a perda de fluido devida à filtração pelas faces da fratura. O critério de propagação da fratura baseia-se no conceito de fator crítico de intensidade de tensões. Algumas simulações numéricas foram feitas, comparando os resultados do modelo desenvolvido com simuladores apresentados na literatura e utilizados na indústria, obtendo uma boa concordância. São apresentados alguns resultados de simulações em laboratório. É desenvolvida uma metodologia de análise de fechamento da fratura, com base no declínio de pressão, que permite uma avaliação da fratura resultante de uma operação de fraturamento e sua comparação com os objetivos previstos no projeto, constituindo-se numa importante ferramenta para engenheiros de campo / Abstract: This investigation describes a semi-analytical model which simulates fracture propagation in petroleum reservoir rocks. The model permits evaluating the three fracture dimensions parameters (width, height and length) during propagation. Like other pseudo 3D models, some assumptions are used to solve the fracture three-dimensional propagation problem, such as one-dimensional fluid flow in the crack, symmetrical confining stress contrasts and no contrasts in Young' s moduli and Poisson' s ratio. The governing equations of the model are: England & Green equation, which is used to determine the width-opening pressure relationship; fluid flow equation , to describe the pressure distribution in the crack; Rice's equation, to describe a relationship between crack height and propagation pressure and the mass continuity equation, which describes the leak-off-flow at the crack surface. The fracture propagation criteria is based on the concept of critical stress intensity factor (or fracture toughness). Numerical simulations were made and compared with existing simulators results and good agreements were found. Some laboratory results are shown. A fracture closure analysis based on the pressure decline is described; it is an important tool to verify the success of a hydraulic fracturing simulator / Doutorado / Doutor em Engenharia de Petróleo

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orellana_EnriqueNoel_M.pdf: 1902370 bytes, checksum: df0ad605232166ff567e4e80940a4caa (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: 0 presente trabalho apresenta a aplicação de métodos de análise automática de testes de pressão e deconvolução em escala de laboratório. Para tais fins foi construído um reservatório linear capaz de dar uma resposta de pressão e produção acumulada correspondentes aos modelos matemáticos adotados. A resposta do reservatório às condições de contorno aplicadas é medida em tempo real por meio de uma placa conversora analógico/digital instalada em um microcomputador. Através da análise da resposta do reservatório determinam-se a permeabilidade k e o produto compressibilidade-porosidade Øct do sistema. A análise dos dados medidos inclui: - o emprego da deconvolução da pressão e produção acumulada para desuperpor o efeito de uma condição de contorno variável, - o ajuste não linear de parâmetros segundo o critério dos mínimos quadrados e a modificação de Greenstadt do método de Newton. As dificuldades encontradas na realização do experimento, assim como as particularidades do acoplamento das suas partes física e computacional, são exploradas em detalhe no presente trabalho. Isto com o intuito de servir de referência para futuros trabalhos nesta área. / Abstract: This work explores the application of automated well test analysis and deconvolution technique in laboratory scale. To achieve this, a linear reservoir which provides a pressure response corresponding to pre-determined mathematical models, has been constructed. Reservoir response to applied boundary conditions is monitored in real-time by means of an A/D conversor installed in a microcomputer. Applying specific analysis techniques, permeability (k) and compressibility-porosity Øct product can be obtained from experimental data. Data analysis includes: - Deconvolution of accumulated production and pressure responses, i.e. the desuperposition of a variable boundary condition, - Least squares nonlinear estimation of system parameters. Greenstadt's modification of classical Newton method has been selected to perform parameters optimization. In order to be a reference to related future experiments, practical aspects and problems associated with the materialization of this experiment, specially those related with the physical experiment-computer techniques interface, are extensively detailed in this work. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cisneiros_FernandoAntoniodeAlemao_M.pdf: 6160369 bytes, checksum: afff3e916746a12255188d442d3deefb (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Na última década ocorreram grandes avanços na técnica de interpretação de testes de pressão em poços e ao mesmo tempo uma expansão vertiginosa das facilidades de acesso a recursos computacionais através do advento dos microcomputadores. Nos últimos anos a popularização das interfaces gráficas para microcomputadores com o advento do Macintosh, do Windows e do OS/2, estão modificando fortemente a interação homem-máquina e abrindo novos horizontes para as tecnologias acentuadamente dependentes de recursos gráficos. A interpretação de testes de pressão em poços é sem dúvida uma tecnologia que se enquadra nesse perfil e a partir desta constatação, este trabalho propõe-se a definir e desenvolver um sistema profissional básico para análise de testes em ambiente gráfico. São definidos o modelo de dados e a especificação do sistema. As metodologias para análise em poços surgentes e não surgentes (DST) são implementadas incluindo métodos de análise especializada, análise por curva típica e análise automatizada. O desenvolvimento do sistema é feito utilizando um compilador C e o ambiente gráfico Windows / Abstract: A considerable progress has occurred in well test interpretations techniques in the last decade. At the same time, a large expansion in the access to computational resources has taken place through the advent of microcomputers. In the last years, the popularization of graphical interfaces for microcomputers introduced by Macintosh, Windows and OS/2, has modified the man-machine interaction and opened new ways to technologies which depend heavily on graphical resources. Well test interpretation is certainly a technology that carries the graphical dependence. The purpose of this work is to define and to develop a basic professional system applied to well test interpretation under a graphical environment. The data model and the system specification have been defined. Procedures for well test analysis of slug test data and tests for flowing wells have been implemented. The system includes type curves analysis, semilog analysis and automated type curve analysis. The system has been developed with a "C" compiler and under the Windows graphical environment / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Armando Freitas da Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T11:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_AdemarTakashi_M.pdf: 3266616 bytes, checksum: b3d9f01577317b8eff12b4ed7e347d93 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O trabalho apresenta a proposta de um Sistema Inteligente para Elaborar um Projeto de Perfuração de um Poço de Petróleo, que engloba o tratamento da base de dados, grafo de conhecimento para a escolha de poços de correlação, e recomendações para o posicionamento das sapatas com um grafo de conhecimento. Para tanto foram utilizadas diversas teorias e técnicas dentro da Inteligência Artificial. A aquisição do conhecimento de textos em linguagem natural, para a organização da base de dados utilizada, foi feita em um programa computacional, baseada em Redes Neurais Nebulosas e aprendizado evolutivo. A estruturação em relatórios que sintetizam um aglomerado de informações da base de dados, compreende a noção de programação orientada por objetos, e a construção de diversos grafos de conhecimento. A explicitação do conhecimento dos especialistas em Grafos de Conhecimento, que se baseiam em Redes Neurais Nebulosas, mostram-se adequados, devido a facilidade de se visualizar o problema em questão, e também. da facilidade de se efetuar a manutenção (aprendizado evol utivo) de eventuais correções / Abstract: The work presents a proposal of a Well Drilling Project Expert System, which includes database treatment, knowledge graph for correlation well choice, and recommendations for positioning casing shoes with a knowledge graph. Accordingly several Artificial Intelligence theories and techniques were used. A fuzzy neural net based and self leaming computer program was used for natural language text based knowledge acquisition. Structuring reports that summarize several database information involves an object oriented programming approach and several knowledge graphs. The experts knowledge explicitation through fuzzy neural nets based knowledge graphs are well-suited for modelling the problem in question and easing life cycle system maintenance through self learning techniques / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientadores : Armando Zaupa Remacre, Ivan A. Simões Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-18T22:53:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamaschi_MarcioAntonio_M.pdf: 9515516 bytes, checksum: d72495cd889b9b36df32019295987332 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Utilizando-se dados de uma primeira parte deste trabalho, geoestatísticas cujo objetivo foi petrofísicos do reservatório. Nos procedimentos empregados tentou-se utilizar a integração de dados sísmicos e perfis elétricos. sendo que as variáveis do primeiro conjunto foram consideradas secundárias (amplitude sísmica e impedância acústica). Nesta parte testou-se e comparou-se os resultados obtidos por método empírico. técnicas de RLS (regressão linear simples>. krigagem e cokrigagem para a estimativa local da porosidade e da espessura porosa. Testou-se também a possibilidade de se quantificar as incertezas sobre a estimativa de volume de óleo original, empregando - se a técnica de simulação seqüencial gaussiana sobre a variável espessura porosa estimada a partir de dados sísmicos e ajustamento por dados de poços. considerando-se conhecida a macrogeometria do reservatório. Em uma segunda parte testou-se a aplicação de tratamento estatístico multivariado aos dados de perfil do mesmo campo. com o objetivo de gerar um modelo probabilístico da variável permeabilidade para o reservatório, com o ajustamento por dados de testemunho, verificando sua validade para a litologia apresentada (rocha calcárea>. As principal s técnicas empregadas foram a análise de componentes principais. análise discriminante e análise de regressão múltipla. Por fim foi aplicada a técnica de simulação estocástica à variável resistividade da formação, obtida dos perfis dos poços. A finalidade foi apresentar uma maneira alternativa de gerar imagens da distribuição da saturação de óleo no interior do meio poroso, evitando o uso da variável saturação nos procedimentos para a transferência de escala. Apresenta-se no final as imagens geradas por simulação seqüencial gaussiana da resistividade em duas seções verticais distintas do reservatório / Abstract: A series of univariate and multivariate geostatistical techniques were tested and applied to a set of seismic and well-log data obtained from an oil field offshore Brazil. The goal was to estimate petrophysical parameters of the reservoir using integrated seismic and well-log data, with the use of empirical relations between seismic data and petrophysical parameters. This part of the work tested and analysed the results of the following techniques: simple linear regression, kr iging, cokr iging and an empirical method. These techniques were applied to estimate porosity and porosity-thickness using seismic variables (ampli tude and acoustic impedance), treated as secondary variables. As an alternative to quantify the uncertainties on the volume of oil in place estimation, the Sequential Gaussian Simulation technique was applied on the previous estimates of porosity-thickness variable. In this case seismic and well log data were used in a different manner and the macrogeometry of the field was considered known. A second part of the work deals with a series of multivariate statistical techniques applied to well-log data of the same oil field. The goal was the generation of a probabilistic model of reservoir permeability, integrating welllog and core data. The validity of the presented method was investigated for the relatively complex lithology (carbonate rock) of the reservoir. Principal Components Analysis, Discriminant Analysis and Multiple Regression Analysis were employed in this parto Finally, the stocastic simulation algorithim was applied to resistivity formation variable, obtained from well logs. The goal, in this case, was to ilustrate an alternative way to generate equiprobable. images of the oil saturation distribution in the reservoir avoiding the use of the saturations directly on scaling up procedures. Some images of the oil saturation distributions, generated by the Sequential Gaussian algorithim, are presented along two vertical sections of the reservoir / Mestrado / Geologia do Petroleo / Mestre em Geoengenharia de Reservatorios

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Intituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_EduardoNascimento_M.pdf: 16240698 bytes, checksum: 5bca1c01db0a9ae851bdb07bd2770078 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo da interação entre o gás da formação produtora e o fluido de perfuração durante as operações é essencial para perfuração de cada fase do poço de forma segura e econômica. Aspectos ambientais e técnicos peculiares à perfuração em águas profundas e ultra profundas exigem o uso de fluidos de perfuração sintéticos, de baixa toxicidade. O principal objetivo, deste trabalho foi o estudo do comportamento PVT desses fluidos através da determinação experimental e modelagem de propriedades termodínâmicas, tais como solubilidade, densidade e fator volume de formação dos fluidos. Estas propriedades têm um impacto importante na detecção e circulação de um kick e devem ser consideradas no planejamento e execução do controle do poço. Os resultados experimentais foram obtidos em uma célula PVT pressurizada por injeção de mercúrio e com um limite operacional de 177°C e 70 MPa. O gás utilizado foi o metano e os líquidos foram emulsões e fluidos não adensados à base de n-parafina, testados a 70°C, 90 °C e 150°C. Os efeitos da temperatura e da composição do fluido foram analisados e os resultados experimentais para solubilidade e fator volume de formação foram comparados com predições baseadas na hipótese da aditividade e ajustes matemáticos nos resultados experimentais. Alguns exemplos de cálculo do volume ganho no tanque usando as expressões analíticas obtidas são discutidos. / Abstract: The study of the interaction between the formation gas and the drilling fluid during the operations is essential to safely and economically drill each phase of the well. The environmental regulatory issues and the peculiar technical aspects involved in deep and ultradeep waters require low toxicity' synthetic drilling fluids. The main objective ofthis study was to understand the PVT behavior of those fluids by the experimental determination and modeling of thermody'pamic properties such as: solubility, specific gravity and formation volume factor of the fluids. Those properties have a direct impact on kick detection and circulation out of the well, what sb.ould be addressed in wellcontrol planning and execution. The experimental data were obtained by means of a PVT cell pressurized by mercury injection with an operating capacity of 177 °C and 70 MPa. The gas used was methane and the liquids were n-paraffin based emulsions and unweighted drilling fluids, tested at 70 °C, 90 °C and 150 °c. The temperature and fluid composition influences had been analyzed and the experimental data for solubility and formation volume factor have been compared with predictions considering the additivity hypothesis and mathematical fittings based in the experimental data. Some pit gain calculation examples using the analytical expressions obtained are also discussed. / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Celso Kazuyuki Morooka, Jose Ricardo Pelaquim Mendes, Kazuo Miura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chipindu_NjaloSocratesChipongue_M.pdf: 4694196 bytes, checksum: 6b99e27328776d4bdf9d03833efef6f0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os problemas na perfuração de poços de petróleo são responsáveis pela maior parte dos tempos não produtivos, elevando assim os custos diários das operações. Portanto, o estudo e o entendimento destes problemas contribuirá para a otimização da perfuração, melhorando assim as práticas ou mitigando os efeitos severos das anormalidades. O presente trabalho apresenta três procedimentos para identificação das causas dos problemas que poderão auxiliar o jovem profissional a caracterizar os mais variados problemas que ocorrem durante a perfuração de um poço. Neste escopo são abordadas apenas as ocorrências pré-classificadas como dificuldade de manobra, dificuldade de avanço, e prisão. O estudo usa dados dos boletins diários de perfuração dos poços, dados de mudlogging, dados obtidos por ferramentas de monitoramento contínuo da perfuração e outros dados como o fluido utilizado, a configuração da composição de fundo, o desgaste de broca, o gráfico do caliper, litologia e trajetória do poço. A caracterização dos problemas é feita mediante a identificação e associação de eventos que levam a formular hipóteses das prováveis causas dos problemas. Dois grupos de pesquisa (Unicamp e Genesis do Brasil) em engenharia de poço implementaram separadamente os procedimentos propostos. Os resultados foram coincidentes para a maioria trechos de poços marítimos de desenvolvimento analisados, o que atesta a eficácia dos procedimentos diagnósticos. Este estudo é importante para indústria, pois pode maximizar a eficiência na perfuração, através da minimização e/ou eliminação dos tempos não produtivos, responsáveis por avultadas perdas econômicas, além de permitir tornar mais robustas as ferramentas de acompanhamento, em tempo real, das operações de perfuração, na tomada de decisões e na melhoria do processo de planejamento de poço / Abstract: Drilling problems are accountable for the majority of the non productive times in the industry raising the daily operations costs. Therefore, the study and understanding of the problems will contribute to the drilling optimization, improving the practices or by mitigating their severe effects. The present work presents three procedures for identification of causes of drilling problems which can help the young professionals to characterize a wide range of problems that occur while drilling an oil well. In this scope they are studied only the problems pre-classified by occurrence as: problems in tripping, problem in drilling ahead and stuck pipe. The study uses data from the daily drilling reports, mudlogging data, on time monitoring tools data and mud data, Bottom Hole Assembly composition, bit wear report, caliper data, litology and well trajectory. The characterization of the problems is made by identification and association of the events that lead to formulate the hypotheses of the probable causes of the problems. Two research groups (Unicamp and Genesis do Brasil) in well engineering implemented separately the three proposed procedures. The results were coincident for the majority of the analyzed intervals of offshore development wells, demonstrating the efficacy of the proposed procedures. This work is important to the industry since it leads to the drilling efficiency maximization by minimization and/or elimination non productive times that are the main responsible for economic losses, beside the fact that these findings can be used to boost the capacity of the monitoring and logging tools as well as to support the on time decision making and to improve well planning process / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezerra_EvileneMatias_M.pdf: 21888888 bytes, checksum: a4a5d951f2e84456bcf3994127860284 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Durante a operação de perfuração com fluidos base óleo, particularmente fluidos orgànicos, o entendimento do comportamento da mistura fluido de perfuração e fluido invasor (numa situação de kick) é de suma importância para o controle do poço. Especialmente na situação de um kick de gás, a detecção do influxo e a previsão de pressões no poço e da distribuição de fases (líquida e gasosa) durante a circulação, são bastante dificultadas quando se utilizam fluidos orgânicos. No presente trabalho foram realizados dois estudos: i) modelagem termodinâmica de misturas multicomponentes e ii) modelagem do controle de poço, utilizando-se os resultados referentes ao comportamento de fases de misturas gás-liquido. O modelo termodinâmico se baseou na equação de estado de Peng-Robinson, trabalhando-se com regras de mistura e parâmetros de interação binária através de um método de contribuição de grupo. A validação da modelagem termodinâmica foi feita através da comparação de resultados obtidos com dados da literatura. O modelo para estudo do controle de poços utilizou a modelagem termodinâmica desenvolvida, o que permitiu a previsão de pressões e de volumes no interior do poço, durante a circulação de um kick de metano. O efeito da solubilidade do gás no fluido de perfuração durante detecção e circulação do influxo foi realizada através de uma análise de sensibilidade de parâmetros / Abstract: During drilling operations with oil based fluids, particularly organic fluids. the understanding of the behavior of the invading and drilling fluid (during a kick situation) is a very important issue. Specially in a gas kick occurrence, kick detection. Pressure and volume prediction, as well as phase distribution (liquid and gas) during influx circulation, are more difficult to evaluate when synthetic fluids are applied. ln the present work two studies have were performed: i) thermodynamic modeling of multi-component mixtures; and ii) well control simulation applying the gas-liquid phase behavior results. The thermodynamic model was based in Peng-Robinson EOS, working with mixing rules and binary interaction parameters through a group contribution method. The validation of the thermodynamic modeling was performed by comparison of the computed results with published data for various gas-liquid mixtures The developed well control simulator applied the PVT modeling, what allowed the prediction of wellbore pressure and volumes during the methane kick circulation out of the hole. The study of the effect of gas solubility in the drilling fluid was conducted by a parameter sensitivity analysis / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: José Ricardo Pelaquim Mendes, Kazuo Miura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaFonseca_TiagoCardoso_M.pdf: 2105397 bytes, checksum: 938187b300de7b315fa5e2dcca4fef13 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Integridade de poço pode ser entendida como sua capacidade de evitar vazamentos para o meio ambiente e é uma importante característica de um poço de petróleo. Uma das formas de evitar vazamentos durante a fase de produção é realizar intervenções de manutenção que conservem os poços em situações seguras e com barreiras de segurança sobressalentes. A previsão de custos relativos às intervenções para manutenção deve ser levada em conta nas fases iniciais dos projetos de Desenvolvimento da Produção, quando se planeja e se avalia técnica e economicamente a campanha de construção de poços. Este trabalho apresenta uma metodologia para análise de integridade de poços de Desenvolvimento da Produção que considera a existência de estados intermediários, onde não há perda de integridade, mas o sistema poço encontra-se degradado, fundamentando-se nos conceitos de Conjuntos Solidários de Barreiras (CSB) propostos por Miura (2004) e em técnicas de Engenharia de Confiabilidade. A metodologia pode ser utilizada na previsão de recursos para as intervenções de manutenção de uma campanha de construção e operação de poços. Através do tempo esperado para falha de cada um dos CSB presentes na configuração de completação é possível se estimar quando o estado de integridade do poço passará a depender de um único Conjunto Solidário de Barreiras e qual a expectativa para que haja vazamento (ausência de CSB) / Abstract: Well integrity may be defined as its capability to prevent leaks to the environment and is therefore a very important feature for oil and gas wells. One way to avoid leaks during the well operation is to perform maintenance interventions, seeking to keep redundancy in the well's safety barriers. Cost assessment regarding the wells maintenance interventions shall be done during the initial phases of the Production Development project, when the wells construction campaign is both technically and economically evaluated. This work presents a methodology for petroleum wells integrity analysis considering the existence of intermediate stages, when the integrity has not been lost but the well is considered to be in a degraded status. The method is based on the Barrier Integrated Sets (BIS), proposed by Miura (2004, in Portuguese) and described by Miura et al. (2006 [1]), and on Reliability Engineering techniques. The methodology may be used for maintenance interventions resource assessment considering a well construction campaign. Through the computation of the mean time to failure of each BIS identified in the completion configuration it is possible to estimate when the well is in a degraded status, relying in a single Barrier Integrated Set and well the well is expected to leak (no BIS) / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T18:30:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281049.pdf: 3914038 bytes, checksum: e3329b466c7d10db4cbfdfecee50279a (MD5) / A utilização de poços horizontais na exploração de reservatórios de petróleo é cada vez mais intensa. Devido à característica dos reservatórios de possuírem grande extensão e pequena espessura, os poços horizontais têm diversas vantagens quando comparado aos verticais, especialmente pela sua maior área de contato com o reservatório. O presente trabalho tem o objetivo de propor uma forma de acoplamento entre poços horizontais e reservatórios de petróleo, empregando técnicas numéricas recentes e mais gerais, e que aos poucos vão incorporandose às metodologias usadas na indústria do petróleo. Como o objetivo é o estudo do acoplamento entre os sistemas poço/reservatório, o modelo físico empregado tem as seguintes simplificações: fluido newtoniano, escoamento isotérmico, incompressível, bifásico e imiscível, além de domínio bidimensional para o reservatório e unidimensional para o poço horizontal. O poço é considerado um duto perfurado com entrada de massa pela interface e o reservatório recebe o tratamento usual em simuladores, isto é, meio poroso. Na solução do escoamento no poço horizontal foi adotado um procedimento de marcha no qual foi considerado velocidade nula em uma extremidade do poço e pressão conhecida na outra, resultado do processo de bombeamento. O método numérico utilizado é o EbFVM (Element based Finite Volume Method), um método conservativo, importante no caso porque o acoplamento sugerido nesse trabalho é baseado na continuidade de pressão e fluxo de massa na interface poço/reservatório. A malha utilizada é do tipo não-estruturada com refino ao redor do poço. Também foi proposto um novo método para cálculo do índice de produtividade para poços horizontais quando o domínio do reservatório é bidimensional. Para a validação numérica foi utilizado o software comercial ECLIPSE e os resultados obtidos demonstram que a metodologia aqui desenvolvida pode ser estendida para problemas fisicamente mais complexos. / The use of horizontal wells in the explotation of petroleum reservoirs is continuously growing. Due to the large dimensions of the reservoirs and the small thickness, the horizontal wells have many advantages when compared to vertical wells, especially by its larger contact area with the reservoir. This paper aims to propose a mathematical procedure for coupling horizontal wells and reservoirs. Since the main goal is the coupling procedure, some simplifications are done in the physical model. They are: Newtonian and isothermal fluids, incompressible and immiscible two-phase flow, 2D porous media flow for the reservoir and 1D for the horizontal well. The well is considered a perforated duct with mass flow entering through the interface. In the solution of flow in the horizontal well a marching procedure was adopted in which it was considered zero velocity in one extremity of the well and prescribed pressure on the other one, as a result of the pumping system. The numerical method used is the EbFVM (Element based Finite Volume Method), a conservative method, important in this case, since the coupling suggested in this paper is based on continuity of pressure and mass flow at the interface. The mesh used is non-structured, with refinement around the well. It was also proposed a new method for calculating the productivity index for horizontal wells when the reservoir is considered 2D. For the numerical validation it was used the commercial software ECLIPSE and the results show that the coupling approach proposed herein can be extended to others more complex physical problems.