Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-10T15:41:03Z No. of bitstreams: 2 TESE Vinícius Dantas.pdf: 7342372 bytes, checksum: 911dd411fc685c93f20e4810224c4c2a (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T15:41:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Vinícius Dantas.pdf: 7342372 bytes, checksum: 911dd411fc685c93f20e4810224c4c2a (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / Os problemas relacionados à extração de petróleo geralmente estão relacionados à maior produtividade no campo. Dessa forma, o foco desse trabalho é subsidiar a melhor distribuição de injeção de massa de polímeros nos poços injetores capaz de resultar na otimização da recuperação de óleo. Propõe-se então fornecer técnicas computacionais que possam melhorar o fator de recuperação de hidrocarbonetos melhorando assim, a eficiência do projeto de vazão de injeção de polímeros dissolvidos na água. No processo de otimização, serão executados várias estratégias visando um melhor projeto de vazões de injeções e consumo de polímero. Para resolver este problema, é adotada uma metodologia que combina estratégias de otimização global e local, que é conhecida como estratégia híbrida de otimização. Todos os casos serão executadas através da ferramenta comercial de simulação de reservatórios IMEX (Implicit Explicit Black Oil Simulator) que faz parte do pacote de programas da CMG (Computer Modelling Group Ltd.). Os problemas de otimização serão divididos em duas partes, a primeira irá tratar das otimizações globais e em uma segunda etapa será utilizado otimização local fazendo uma hibridização dos métodos. Com esta metodologia, espera-se que haja um melhoramento no varrido no reservatório e com isso uma melhor recuperação de petróleo e consequentemente maximizando a função objetivo, Valor Presente Líquido (VPL). O trabalho proposto irá analisar a quantidade de massa de polímero injetada em um reservatório sintético e em um reservatório baseado em dados reais, avaliando as vazões de injeção de cada poço injetor, bem como, o tamanho do banco de polímeros e sua concentração.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-14T22:16:17Z No. of bitstreams: 1 HELTON GOMES ALVES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2017..pdf: 6048381 bytes, checksum: 85c4b2fa7101540817c1a7f535cd9477 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T22:16:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HELTON GOMES ALVES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2017..pdf: 6048381 bytes, checksum: 85c4b2fa7101540817c1a7f535cd9477 (MD5) Previous issue date: 2017-02-01 / Capes / O presente trabalho tem como objetivo dar uma contribuição na compreensão dos fenômenos envolvidos na recuperação de óleos com diferentes viscosidades através de poços produtores horizontais na presença e ausência de uma falha geológica via injeção de água. Para resolver as equações de conservação de massa e momento linear generalizadas a Lei de Darcy, foi utilizado o Ansys CFX 15.1 adotando o modelo de mistura de fluidos contínuos (água/óleo) em fluxo transiente e regime laminar. Mediante teste de malha, realizado segundo o princípio da superposição das curvas de perfil de fração volumétrica e velocidade superficial média da água, foi escolhido a malha estruturada com 603588 elementos hexaédricos por apresentar menor esforço computacional. Entretanto, através da comparação da recuperação de óleo com diferentes viscosidades foi possível constatar que a recuperação do óleo menos viscoso se apresentou mais eficiente. Contudo, segundo a análise da influência da altura do poço injetor, a configuração que apresentou uma maior área de varrido foi com a maior área de injeção. E através das distribuições em diferentes posições longitudinais de fração volumétrica de água, gradientes de pressão, velocidade superficial da água e do óleo, foi possível perceber a presença da falha geológica no reservatório, bem como a influência da variação da sua permeabilidade. / The present work aims to contribute to the understanding of the involved phenomena in the recovery of oils with different viscosities through horizontal wells in the presence and absence of a geological fault via water injection. In order to solve the mass conservation and generalized linear momentum equations of Darcy's law, Ansys CFX 15.1 has been used and it was supported by the continuous fluids mixture model (water/oil) in transient flow and laminar regime. Through mesh test, which was performed according to the principle of superposition of the volumetric fraction profile and the average surface velocity of the water, a structured mesh with 603588 hexahedral elements was chosen because of the lower computational effort. However, by comparing the recovery of oil with different viscosities, it was possible to verify that the recovery of less viscous oil was more efficient. In addition, according to the analysis of the influence of the height of the injector well, the configuration that presented a larger awept área was the one with a greater area of injection. Thus, through the distributions in different longitudinal positions of volumetric fraction of the water, pressure gradients, surface velocity of the water and the oil, it was possible to realize the presence of the geological fault in the reservoir, as well as the influence of the variation of its permeability.

A tese de doutorado tem como foco o desenvolvimento de nanopartículas superparamagnéticas (Fe3O4 - magnetita) hidrofílicas e lipofílicas aplicadas à nanotecnologia do petróleo. Inicialmente, os objetivos foram voltados para a elaboração e transferência de tecnologia envolvendo uma rota de síntese de nanopartículas lipofílicas, em escala semi-industrial. Para isso, foram realizados ensaios piloto num reator com capacidade de uma tonelada, visando a produção de nanopartículas magnéticas recobertas com ácido esteárico. Mais tarde, esse trabalho foi otimizado, permitindo sua execução em laboratório, prosseguindo depois, com um escopo mais amplo, incluindo a síntese de nanopartículas recobertas com polímero hidrofílico. Nesse sentido, foram desenvolvidas duas rotas inéditas para produção desses nanomateriais. Em um segundo estágio, as investigações foram voltadas para a utilização das nanopartículas sintetizadas, em estudos de avaliação das condições dos reservatórios de petróleo. Para isso, a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) foi explorada, monitorando o efeito da concentração dessas nanopartículas superparamagnéticas sobre o tempo de relaxação dos prótons, e o consequente efeito de contraste nas imagens em função da magnetização. A aplicação desse tipo de ferramenta (RMN) já vem sendo feita (sem nanopartículas magnéticas) pelas empresas prestadoras de serviço ao setor de petróleo e gás, na avaliação e perfilagem de reservatórios. Isso motivou o estudo dos nanomateriais magnéticos como sondas para melhorar o mapeamento de fluidos em meio poroso. Eles seriam aplicados como aditivos em fluidos de injeção em reservatórios, tanto para imageamento, como para a obtenção de parâmetros petrofísicos. Por fim, devido à presença de grupos carboxílicos na superfície das nanopartículas hidrofílicas, foram investigadas suas interações com microcristais de carbonato de cálcio, pensando no modelo de reservatório petrolífero do tipo carbonáceo. Explorando técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de microscopia Raman confocal, a presença das nanopartículas magnéticas sobre a superfície da matriz mineral foi constatada, confirmando sua interação efetiva com o CaCO3. Abordando a síntese, caracterização e aplicações das nanopartículas superparamagnéticas, esta tese proporciona uma base para estudos de aplicação de nanomateriais, assunto cada vez mais relevante, diante dos inúmeros problemas e desafios enfrentados pelo setor de petróleo e gás. / The Ph.D thesis is focused on the preparation of hydrophilic and lipophilic superparamagnetic nanoparticles (Fe3O4 - magnetite) for application in oil nanotechnology. The initial efforts have been directed to the upscaling of a laboratory route of synthesis of lipophilic nanoparticles, aiming technology transfer to the industry. Accordingly, a pilot process, involving a one ton reactor, has been tested for the production of magnetic nanoparticles coated with stearic acid. After this, the research has evolved, allowing the production in the laboratory scale, and continued, pursuing the development of nanoparticles coated with a hydrophilic polymer. Two new routes for the production of these nanomaterials have been developed. In a second step, the investigations were directed to the application of these nanoparticles to the evaluation of oil reservoirs, by monitoring the proton relaxation times, using nuclear magnetic resonance (NMR), and the consequent contrasting effects observed on the images, as a function of the magnetization and the concentration of these particles. Currently, NMR tools are being employed in the oil and gas sector for the evaluation and profiling of reservoirs. This fact has stimulated the use of such nanomaterials for improving the mapping of the fluids in porous media. Introduced as additives for fluid injection into reservoirs, they can enhance the imaging and also perform the rating of petrophysical parameters. Finally, the presence of carboxylic groups on the surface of the hydrophilic nanoparticles has been explored in studies of interaction with calcium carbonate, simulating a carbonaceous type reservoir. Based on electron microscopy (SEM) and confocal Raman microscopy, the presence of magnetic nanoparticles on the surface of the mineral matrix has confirmed the interaction of these particles with the CaCO3 surface. By developing the synthesis, characterization and application of superparamagnetic nanoparticles, this work provides a useful starting point for further research on the use nanoparticles, for solving problems and challenges in the oil and gas sector.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-26T14:26:54Z No. of bitstreams: 1 BRUNO SÉRGIO VASCONCELOS DE ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2011..pdf: 771076 bytes, checksum: d91b1038ca64863eb3d4ce5f4d5200d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T14:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO SÉRGIO VASCONCELOS DE ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2011..pdf: 771076 bytes, checksum: d91b1038ca64863eb3d4ce5f4d5200d0 (MD5) Previous issue date: 2011-07 / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre existência e unicidade de soluções do tipo onda viajante para duas classes de equações diferenciais. A primeira delas consiste de um sistema que modela a propagação de uma frente de temperatura em meios porosos. Tal modelo é utilizado em métodos térmicos aplicados à recuperação de óleo em engenharia de petróleo. Para este modelo são provados a existência e unicidade de uma solução do tipo onda viajante para uma faixa de velocidades de propagação a partir de um valor crítico. A existência é provada usando técnicas de perturbação singular geométrica e a unicidade usando a integral de Melnikov. A segundaclasseconsistedeumaequaçãodotiporeação-difusãoconhecidanaliteratura comoaequaçãoKPP.Estaequaçãoapareceemproblemasdereaçõesquímicasautocatalíticas isotérmicas. Usando técnicas similares às da primeira classe são obtemos resultados análogos de existência e unicidade de soluções do tipo onda viajante. O trabalho termina com o estudo da estabilidade espectral daquelas ondas viajantes com velocidades não críticas da equação KPP sob perturbações em um espaço de Banach com peso. / In this work is presented a study about the existence and uniqueness of traveling waves solutions for two classes of differential equations. The first of them is a system modeling a temperature front propagation in a porous media. This model come from a thermal method applied to oil recovery in petroleum engineering. For this model it is proved the existence and uniqueness of a traveling wave solution for a range of propagation velocities above a critical value. The existence is proved by the geometric singular perturbation technique and the uniqueness by the Melnikov Integral. The second class is a reaction-diffusion equation known in literature as the KPP equation. This equation come from isothermal autocatalytic chemical reactions problems. By analogous techniques used in the first class are obtained analogous results on the existence and uniqueness of traveling wave solutions. The workfinisheswiththespectralstabilitystudyofthetravelingwaveswithnoncritical velocities of the KPP equation under perturbations in a weighted Banach space.

A tese de doutorado tem como foco o desenvolvimento de nanopartículas superparamagnéticas (Fe3O4 - magnetita) hidrofílicas e lipofílicas aplicadas à nanotecnologia do petróleo. Inicialmente, os objetivos foram voltados para a elaboração e transferência de tecnologia envolvendo uma rota de síntese de nanopartículas lipofílicas, em escala semi-industrial. Para isso, foram realizados ensaios piloto num reator com capacidade de uma tonelada, visando a produção de nanopartículas magnéticas recobertas com ácido esteárico. Mais tarde, esse trabalho foi otimizado, permitindo sua execução em laboratório, prosseguindo depois, com um escopo mais amplo, incluindo a síntese de nanopartículas recobertas com polímero hidrofílico. Nesse sentido, foram desenvolvidas duas rotas inéditas para produção desses nanomateriais. Em um segundo estágio, as investigações foram voltadas para a utilização das nanopartículas sintetizadas, em estudos de avaliação das condições dos reservatórios de petróleo. Para isso, a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) foi explorada, monitorando o efeito da concentração dessas nanopartículas superparamagnéticas sobre o tempo de relaxação dos prótons, e o consequente efeito de contraste nas imagens em função da magnetização. A aplicação desse tipo de ferramenta (RMN) já vem sendo feita (sem nanopartículas magnéticas) pelas empresas prestadoras de serviço ao setor de petróleo e gás, na avaliação e perfilagem de reservatórios. Isso motivou o estudo dos nanomateriais magnéticos como sondas para melhorar o mapeamento de fluidos em meio poroso. Eles seriam aplicados como aditivos em fluidos de injeção em reservatórios, tanto para imageamento, como para a obtenção de parâmetros petrofísicos. Por fim, devido à presença de grupos carboxílicos na superfície das nanopartículas hidrofílicas, foram investigadas suas interações com microcristais de carbonato de cálcio, pensando no modelo de reservatório petrolífero do tipo carbonáceo. Explorando técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de microscopia Raman confocal, a presença das nanopartículas magnéticas sobre a superfície da matriz mineral foi constatada, confirmando sua interação efetiva com o CaCO3. Abordando a síntese, caracterização e aplicações das nanopartículas superparamagnéticas, esta tese proporciona uma base para estudos de aplicação de nanomateriais, assunto cada vez mais relevante, diante dos inúmeros problemas e desafios enfrentados pelo setor de petróleo e gás. / The Ph.D thesis is focused on the preparation of hydrophilic and lipophilic superparamagnetic nanoparticles (Fe3O4 - magnetite) for application in oil nanotechnology. The initial efforts have been directed to the upscaling of a laboratory route of synthesis of lipophilic nanoparticles, aiming technology transfer to the industry. Accordingly, a pilot process, involving a one ton reactor, has been tested for the production of magnetic nanoparticles coated with stearic acid. After this, the research has evolved, allowing the production in the laboratory scale, and continued, pursuing the development of nanoparticles coated with a hydrophilic polymer. Two new routes for the production of these nanomaterials have been developed. In a second step, the investigations were directed to the application of these nanoparticles to the evaluation of oil reservoirs, by monitoring the proton relaxation times, using nuclear magnetic resonance (NMR), and the consequent contrasting effects observed on the images, as a function of the magnetization and the concentration of these particles. Currently, NMR tools are being employed in the oil and gas sector for the evaluation and profiling of reservoirs. This fact has stimulated the use of such nanomaterials for improving the mapping of the fluids in porous media. Introduced as additives for fluid injection into reservoirs, they can enhance the imaging and also perform the rating of petrophysical parameters. Finally, the presence of carboxylic groups on the surface of the hydrophilic nanoparticles has been explored in studies of interaction with calcium carbonate, simulating a carbonaceous type reservoir. Based on electron microscopy (SEM) and confocal Raman microscopy, the presence of magnetic nanoparticles on the surface of the mineral matrix has confirmed the interaction of these particles with the CaCO3 surface. By developing the synthesis, characterization and application of superparamagnetic nanoparticles, this work provides a useful starting point for further research on the use nanoparticles, for solving problems and challenges in the oil and gas sector.