Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VanessaLAG_DISSERT.pdf: 1481281 bytes, checksum: 8b61d326c9b0fb24441950affcfa1205 (MD5) Previous issue date: 2010-08-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Waterflooding is a technique largely applied in the oil industry. The injected water displaces oil to the producer wells and avoid reservoir pressure decline. However, suspended particles in the injected water may cause plugging of pore throats causing formation damage (permeability reduction) and injectivity decline during waterflooding. When injectivity decline occurs it is necessary to increase the injection pressure in order to maintain water flow injection. Therefore, a reliable prediction of injectivity decline is essential in waterflooding projects. In this dissertation, a simulator based on the traditional porous medium filtration model (including deep bed filtration and external filter cake formation) was developed and applied to predict injectivity decline in perforated wells (this prediction was made from history data). Experimental modeling and injectivity decline in open-hole wells is also discussed. The injectivity of modeling showed good agreement with field data, which can be used to support plan stimulation injection wells / A inje??o de ?gua ? uma t?cnica amplamente utilizada para deslocar o ?leo em dire??o aos po?os produtores e manter a press?o em reservat?rios de petr?leo. Entretanto, part?culas suspensas na ?gua injetada podem ser retidas no meio poroso, causando dano ? forma??o (redu??o de permeabilidade) e perda de injetividade. Quando ocorre essa redu??o de injetividade ? necess?rio aumentar a press?o de inje??o para manter a vaz?o de ?gua injetada. Desse modo, a correta previs?o da perda de injetividade ? essencial em projetos de inje??o de ?gua. Neste trabalho, um simulador, baseado no modelo tradicional da filtra??o em meios porosos (incluindo filtra??o profunda e forma??o do reboco externo), foi desenvolvido e aplicado para prever a perda de injetividade em po?os canhoneados (tal previs?o foi feita a partir de dados de hist?rico). Al?m disso, tamb?m foi discutida a determina??o experimental dos coeficientes do modelo e a perda de injetividade em po?os abertos. A modelagem da injetividade apresentou bom ajuste aos dados de campo, podendo ser utilizada para auxiliar no planejamento de estimula??es de po?os injetores

Provamos resultados sobre a geometria de hipersuperfícies em diferentes espaços ambiente. Primeiro, definimos uma aplicação de Gauss generalizada para uma hipersuperfície Mn-1 c/ Nn, onde N é um espaço simétrico de dimensão n ≥ 3. Em particular, generalizamos um resultado de Ruh-Vilms e apresentamos aplicações. Em seguida, estudamos superfícies em espaços de dimensão 3: estudamos a equação da curvatura média em um produto semidireto R2oAR e obtemos estimativas da altura e a existência de gráficos mínimos do tipo Scherk. Finalmente, no espaço ambiente de uma variedade hiperbólica de dimensão 3: nós apresentamos condições suficientes para que um mergulho completo de uma superfície ∑ de topologia finita em N com curvatura média |H∑| ≤ 1 seja próprio. / We prove results concerning the geometry of hypersurfaces on di erent ambient spaces. First, we de ne a generalized Gauss map for a hypersurface Mn-1 c/ Nn, where N is a symmetric space of dimension n ≥ 3. In particular, we generalize a result due to Ruh-Vilms and make some applications. Then, we focus on surfaces on spaces of dimension 3: we study the mean curvature equation of a semidirect product R2 oA R to obtain height estimates and the existence of a Scherk-like minimal graph. Finally, on the ambient space of a hyperbolic manifold N of dimension 3 we give su cient conditions for a complete embedding of a nite topology surface ∑ on N with mean curvature |H∑| ≤ 1 to be proper.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoJAMB_DISSERT.pdf: 6352547 bytes, checksum: 4f7f1e181e2f04659c084a8901764e58 (MD5) Previous issue date: 2012-07-13 / Injectivity decline, which can be caused by particle retention, generally occurs during water injection or reinjection in oil fields. Several mechanisms, including straining, are responsible for particle retention and pore blocking causing formation damage and injectivity decline. Predicting formation damage and injectivity decline is essential in waterflooding projects. The Classic Model (CM), which incorporates filtration coefficients and formation damage functions, has been widely used to predict injectivity decline. However, various authors have reported significant discrepancies between Classical Model and experimental results, motivating the development of deep bed filtration models considering multiple particle retention mechanisms (Santos & Barros, 2010; SBM). In this dissertation, inverse problem solution was studied and a software for experimental data treatment was developed. Finally, experimental data were fitted using both the CM and SBM. The results showed that, depending on the formation damage function, the predictions for injectivity decline using CM and SBM models can be significantly different / A perda de injetividade, que pode ser causada pela reten??o de part?culas, ocorre geralmente durante a inje??o ou reinje??o de ?gua em campos de petr?leo. V?rios mecanismos, incluindo a exclus?o pelo tamanho (straining), s?o respons?veis pela reten??o de part?culas e bloqueio dos poros da forma??o, causando dano e o decl?nio da injetividade. A previs?o para o dano ? forma??o e a queda da injetividade ? essencial para o gerenciamento de projetos de inje??o de ?gua. O modelo cl?ssico (MC), que incorpora os coeficientes de filtra??o e de dano ? forma??o, tem sido amplamente utilizado na previs?o da perda de injetividade. Esse modelo apresenta bons resultados quando apenas um mecanismo de reten??o ? atuante. Entretanto, v?rios autores relataram discrep?ncias significativas entre o modelo cl?ssico e os dados experimentais, motivando o desenvolvimento de modelos que consideram m?ltiplos mecanismos de reten??o de part?culas, como o modelo de Santos e Barros (MSB, 2010). Neste trabalho, foi estudada a solu??o do problema inverso para diferentes modelos. A partir deste estudo, foi desenvolvido um software para o tratamento dos dados experimentais. Finalmente, os dados experimentais foram ajustados usando tanto o MC quanto o MSB. Os resultados demonstraram que, dependendo da fun??o dano ? forma??o utilizada, as previs?es dos modelos MC e MSB para a perda de injetividade podem ser significativamente diferentes

Provamos resultados sobre a geometria de hipersuperfícies em diferentes espaços ambiente. Primeiro, definimos uma aplicação de Gauss generalizada para uma hipersuperfície Mn-1 c/ Nn, onde N é um espaço simétrico de dimensão n ≥ 3. Em particular, generalizamos um resultado de Ruh-Vilms e apresentamos aplicações. Em seguida, estudamos superfícies em espaços de dimensão 3: estudamos a equação da curvatura média em um produto semidireto R2oAR e obtemos estimativas da altura e a existência de gráficos mínimos do tipo Scherk. Finalmente, no espaço ambiente de uma variedade hiperbólica de dimensão 3: nós apresentamos condições suficientes para que um mergulho completo de uma superfície ∑ de topologia finita em N com curvatura média |H∑| ≤ 1 seja próprio. / We prove results concerning the geometry of hypersurfaces on di erent ambient spaces. First, we de ne a generalized Gauss map for a hypersurface Mn-1 c/ Nn, where N is a symmetric space of dimension n ≥ 3. In particular, we generalize a result due to Ruh-Vilms and make some applications. Then, we focus on surfaces on spaces of dimension 3: we study the mean curvature equation of a semidirect product R2 oA R to obtain height estimates and the existence of a Scherk-like minimal graph. Finally, on the ambient space of a hyperbolic manifold N of dimension 3 we give su cient conditions for a complete embedding of a nite topology surface ∑ on N with mean curvature |H∑| ≤ 1 to be proper.

Provamos resultados sobre a geometria de hipersuperfícies em diferentes espaços ambiente. Primeiro, definimos uma aplicação de Gauss generalizada para uma hipersuperfície Mn-1 c/ Nn, onde N é um espaço simétrico de dimensão n ≥ 3. Em particular, generalizamos um resultado de Ruh-Vilms e apresentamos aplicações. Em seguida, estudamos superfícies em espaços de dimensão 3: estudamos a equação da curvatura média em um produto semidireto R2oAR e obtemos estimativas da altura e a existência de gráficos mínimos do tipo Scherk. Finalmente, no espaço ambiente de uma variedade hiperbólica de dimensão 3: nós apresentamos condições suficientes para que um mergulho completo de uma superfície ∑ de topologia finita em N com curvatura média |H∑| ≤ 1 seja próprio. / We prove results concerning the geometry of hypersurfaces on di erent ambient spaces. First, we de ne a generalized Gauss map for a hypersurface Mn-1 c/ Nn, where N is a symmetric space of dimension n ≥ 3. In particular, we generalize a result due to Ruh-Vilms and make some applications. Then, we focus on surfaces on spaces of dimension 3: we study the mean curvature equation of a semidirect product R2 oA R to obtain height estimates and the existence of a Scherk-like minimal graph. Finally, on the ambient space of a hyperbolic manifold N of dimension 3 we give su cient conditions for a complete embedding of a nite topology surface ∑ on N with mean curvature |H∑| ≤ 1 to be proper.

Let F : Kn &rarr; Kp be a polynomial map, where K = R or C. Motivated by the characterization of the integral closure of ideals in the ring On by means of analytic inequalities proven by Lejeune-Teissier [46], we define the set Sp(F) of special polynomials with respect to F. The set Sp(F) can be considered as a counterpart, in the context of polynomial maps Kn &rarr; Kp, of the notion of integral closure of ideals in the ring of analytic function germs (~&lceil;+. In this work, we are mainly interested in the determination of the convex region S0(F) formed by the exponents of the special monomials with respect to F. Let us fix a convenient Newton polyhedron &lceil; + ~&sube; Rn. We obtain an approximation to S0</sub (F) when F is strongly adapted to ~&sube; +, which is a condition expressed in terms of the faces of ~&lceil;+ and the principal parts at infinity of F. The local version of this problem has been studied by Bivià-Ausina [4] and Saia [71]. Our result about the estimation of S0(F) allows us to give a lower estimate for the Lojasiewicz exponent at infinity of a given polynomial map with compact zero set. As a consequence of our study of ojasiewicz exponents at infinity we have also obtained a result about the uniformity of the ojasiewicz exponent in deformations of polynomial maps Kn &rarr; Kp. Consequently we derive a result about the invariance of the global index of real polynomial maps Rn &rarr; Rn. As particular cases of the condition of F being adapted to ~&lceil;+ there appears the class of Newton non-degenerate polynomial maps at infinity and pre-weighted homogeneous maps. The first class of maps constitute a natural extension for maps of the Newton non-degeneracy condition introduced by Kouchnirenko for polynomial functions. We characterize the Newton non-degeneracy at infinity condition of a given polynomial map F : Kn &rarr; Kp in terms of the set S0((F, 1)), where (F, 1) : Kn &rarr; Kp+1 is the polynomial map whose last component function equals 1. Motivated by analogous problems in local algebra we also derive some results concerning the multiplicity of F. / Seja F :Kn &rarr; Kp uma aplicação polinomial, onde K = C ou K = R. Motivados pela caracterização do fecho integral de ideais no anel On por meio de desigualdades analíticas provadas por Lejeune-Teissier [46], definimos o conjunto Sp(F) de polinomios especiais com respeito a F. O conjunto Sp(F) pode ser considerado como um homólogo, no contexto das aplicações polinomiais Kn &rarr; Kp, da noção de fecho integral de ideais no anel de germes de funções analíticas (Kn 0) &rarr; K. Neste trabalho, estamos interessados principalmente na determinação da região convexa S0 (F) formado pelos expoentes dos monômios especiais com respeito a F. Fixado um poliedro de Newton conveniente ~&lceil; + ~&sube; Rn, é obtida uma aproximação de S0(F), quando F é fortemente adaptada a &lceil; + o qual é uma condição expressada em termos das faces de ~&lceil; + e as partes principais no infinito de F. A versão local deste problema foi estudado por Bivià-Ausina [4] e Saia [71]. Nosso resultado sobre a estimativa de S0(F) nos permite dar uma estimativa inferior para o expoente Lojasiewicz no infinito de uma aplicação polinomial Kn &rarr; Kp, com conjunto F-1(0) compacto. Como uma consequência do estudo dos expoentes de Lojasiewicz no infinito também foi obtido um resultado sobre a uniformidade do expoente Lojasiewicz em deformações de aplicações polinomiais Kn &rarr; Kp e consequentemente, um resultado sobre a invariância do índice global de aplicações polinomiais reais Rn &rarr; Rn. Como casos particulares da condição de F ser adaptada a ~&lceil; + aparecem a classe de aplicações polinomiais Newton não degeneradas e as aplicações polinomiais pre-quase homogêneas. A primeira classe de aplicações constitui uma extensão natural da condição Newton não-degeneração introduzida por Kouchnirenko para funções polinomiais. Caracterizamos a condição Newton não-degeneração para uma determinada aplicação polinomial F : Kn &rarr; Kp em termos do conjunto S0((F, 1)), onde (F, 1) : Kn &rarr; Kp+1 é a aplicação polinomial cuja última função componente é igual a 1. Motivados por problemas análogos em álgebra local, também obtivemos alguns resultados sobre a multiplicidade de F.

[pt] Esta dissertação apresenta um estudo numérico, utilizando o método dos elementos finitos, para simular o entupimento de rochas provocado pela injeção de água contendo partículas sólidas. Dentre os diferentes parâmetros que afetam o declínio de injetividade, quatro foram analisados, considerando-se a situação de fluxo unidimensional: fator de dano, concentração de partículas sólidas presentes no fluido de injeção, coeficiente de filtragem e taxa de injeção. Um estudo paramétrico ressaltando a influência destes fatores na perda de injetividade é também apresentado neste trabalho, concluindo-se que os resultados numéricos obtidos concordam satisfatoriamente com as observações experimentais disponíveis e soluções analíticas publicadas na literatura. O trabalho estuda também numericamente a simulação do entupimento dos poros da rocha considerando dois modelos de redução de permeabilidade e recupera valores do coeficiente de filtragem (Lambda ) e do fator de dano ( Beta ) através de análises inversa pelo método dos elementos finitos. / [en] This dissertation presents a numerical study, based on the finite element method, to simulate rock pore plugging caused by the injection of water containing solid particles in suspension. Amongst the parameters that affect rock injectivity decline, the following four were analyzed, considering undimensional flow: damage coefficient, solid particle concentration present in the injection fluid, filtration coefficient and injection rate. A parametric study standing out the influence of the these factors in the loss of injectivity is also presented in this work, concluding that the numerical results agree satisfactorily with the available experimental data and analytical solutions published in the literature. This work also numerically investigates the process of rock pore plugging considering two different permeability reduction models and recovers values of the filtration coefficient (Lambda ) and the damage factor ( Beta ) through inverse analyses carried outn by the finite element method.

Der Grenzwert kleiner Deformationen in Anwesenheit eines gegebenen Risses wird in drei verschiedenen kontinuumsmechanischen Modellen betrachtet. Erstens wird für rein statische Elastizität mit finiter Spannung im Grenzwert kleiner Belastung bewiesen, dass die Nebenbedingung globaler Injektivität im Sinne der Gamma-Konvergenz eine lokale Nichtdurchdringungsbedingung auf dem Riss ergibt. Zweitens wird Deformationsplastizität mit finiten Spannungen und multiplikativer Zerlegung des Spannungstensors behandelt und die Gamma-Konvergenz zu linearisierter Deformationsplastizität mit Rissbedingungen gezeigt. Drittens wird die ratenunabhängige Evolution der Elastoplastizität betrachtet mit einer allgemeineren Klasse globaler Injektivitätsbedingungen für den finiten Fall. Hierbei wird einerseits die evolutionäre Gamma-Konvergenz unter Vernachlässigung der Nebenbedinung gezeigt, andererseits eine Vermutung aufgestellt, unter deren Voraussetzung die evolutionäre Gamma-Konvergenz auch mit Rissbedingungen gilt. / The small-deformation limit in presence of a given crack is considered in three distinct continuummechanical models. First, a purely static finite-strain elasticity model is considered in the limit of small loading, where the constraint of global injectivity is shown to converge in the sense of Gamma-convergence to a local constraint of non-interpenetration along the crack. Second, finitestrain deformation plasticity based on the multiplicative decomposition of the strain tensor is shown to Gamma-converge to linearized deformation elastoplasticity with crack conditions. Third, the rate-independent evolution of elastoplasticity is considered with a generalized class of global injectivity constraints for the finite-strain model. On the one hand, neglecting the constraints the evolutionary Gamma-converge to linearized elastoplasticity is proven. On the other hand, a conjecture is made, subject to which the evolutionary Gamma-convergence with constraints still holds.

[pt] O teste de injetividade é um procedimento que tem como objetivo otimizar a produção e maximizar a recuperação de óleo dos reservatórios de petróleo. Esse teste consiste em injetar um fluido (comumente água ou gás), em um poço injetor para coletar informações sobre ele. Com base no comportamento da pressão medida durante o período de injeção, é possível identificar uma série de características relacionadas ao reservatório, incluindo volume de óleo recuperável, parâmetros do reservatório, zonas de skin, permeabilidade e condição de fronteira de reservatório. Atualmente, são encontrados poucos estudos relativos a testes de injetividade em reservatórios homogêneos em regimes de fluxo permanente e pseudopermanente. Por esse motivo, este trabalho tem como objetivo propor uma solução analítica aproximada para o comportamento de pressão em reservatórios homogêneos em regimes de fluxo permanente e pseudopermanente. Os resultados calculados apresentaram uma aproximação satisfatória em todos os casos. / [en] Injectivity testing is a procedure that aims to optimize production and maximize oil recovery from oil reservoirs. This test consists of injecting a fluid (usually water or gas) into an injection well to collect information about it. Based on the pressure behavior measured during the injection period, it is possible to identify a series of reservoir-related characteristics, including recoverable oil volume, reservoir parameters, skin zones, permeability and reservoir boundary condition. Currently, there are few studies on injectivity tests in homogeneous reservoirs in permanent and pseudo-permanent flow regimes. For this reason, this work aims to propose an approximate analytical solution for the pressure behavior in homogeneous reservoirs in permanent and pseudo permanent flow regimes. The calculated results showed a satisfactory approximation in allcases.

Cette thèse comporte deux parties distinctes, toutes les deux liées à la théorie du transport optimal. Dans la première partie, nous considérons une variété riemannienne, deux mesures à densité régulière et un coût de transport, typiquement la distance géodésique quadratique et nous nous intéressons à la régularité de l’application de transport optimal. Le critère décisif à cette régularité s’avère être le signe du tenseur de Ma-Trudinger-Wang (MTW). Nous présentons tout d’abord une synthèse des travaux réalisés sur ce tenseur. Nous nous intéressons ensuite au lien entre la géométrie des lieux d’injectivité et le tenseur MTW. Nous montrons que dans de nombreux cas, la positivité du tenseur MTW implique la convexité des lieux d’injectivité. La deuxième partie de cette thèse est liée aux équations aux dérivées partielles. Certaines peuvent être considérées comme des flots gradients dans l’espace de Wasserstein W2. C’est le cas de l’équation de Keller-Segel en dimension 2. Pour cette équation nous nous intéressons au problème de quantification de la masse lors de l’explosion des solutions ; cette explosion apparaît lorsque la masse initiale est supérieure à un seuil critique Mc. Nous cherchons alors à montrer qu’elle consiste en la formation d’un Dirac de masse Mc. Nous considérons ici un modèle particulaire en dimension 1 ayant le même comportement que l’équation de Keller-Segel. Pour ce modèle nous exhibons des bassins d’attractions à l’intérieur desquels l’explosion se produit avec seulement le nombre critique de particules. Finalement nous nous intéressons au profil d’explosion : à l’aide d’un changement d’échelle parabolique nous montrons que la structure de l’explosion correspond aux points critiques d’une certaine fonctionnelle. / This thesis consists in two distinct parts both related to the optimal transport theory.The first part deals with the regularity of the optimal transport map. The key tool is the Ma-Trundinger-Wang tensor and especially its positivity. We first give a review of the known results about the MTW tensor. We then explore the geometrical consequences of the MTW tensor on the injectivity domain. We prove that in many cases the positivity of MTW implies the convexity of the injectivity domain. The second part is devoted to the behaviour of a Keller-Segel solution in the super critical case. In particular we are interested in the mass quantization problem: we wish to quantify the mass aggregated when the blow-up occurs. In order to study the behaviour of the solution we consider a particle approximation of a Keller-Segel type equation in dimension 1. We define this approximation using the gradient flow interpretation of the Keller-Segel equation and the particular structure of the Wasserstein space in dimension 1. We show two kinds of results; we first prove a stability theorem for the blow-up mechanism: we exhibit basins of attraction in which the solution blows up with only the critical number of particles. We then prove a rigidity theorem for the blow-up mechanism: thanks to a parabolic rescaling we prove that the structure of the blow-up is given by the critical points of a certain functional.