[pt] O presente trabalho avaliou a eficácia da dessorção térmica in situ em remediar materiais contaminados por hidrocarbonetos de petróleo em refinarias. Paralelamente, foi projetado e construído um novo sistema modular para ser empregado sob dutovias para remediação de britas contaminadas. Os resultados do programa experimental revelaram ser possível a remediação de pavimentos de concreto contaminados por óleo combustível. A aplicação de calor na superfície do pavimento reduziu em até 65 por cento a sua resistência, porém propiciou a restauração de sua cor original. Verificou-se que os resíduos do processo, após análises mineralógicas por difração de raios X e químicas por espectroscopia de fluorescência, apresentavam uma composição muito semelhante ao solo empregado como material de construção dos aterros da refinaria, sugerindo que o resíduo possa ser advindo de transporte eólico. O sistema desenvolvido no presente trabalho apresentou um desempenho satisfatório. Verificou-se a necessidade de aeração do material remediado para eliminar a produção de coque. Adicionalmente, observou-se a importância de um bom isolamento térmico para minimizar o consumo energético e impedir a propagação de calor e das emissões para a atmosfera. As emissões geradas pelo aquecimento consistiam de olefinas e parafinas que podem ser devidamente tratadas pelo oxidador térmico. / [en] This dissertation assessed the adequacy of in situ thermal desorption (istd) in cleaning oil contaminated debris from Refineries. A new modulated istd system was designed and built in order to remediate oiled cobbles under pipeways. The experimental results revealed the possibility of cleaning concrete pavements contaminated by heavy oil. The thermal desorption process restored their original color but reduced their resistance up to 65 percent. It was observed that the resulting debris, after mineralogical analyses by X-ray diffraction and chemical analysis by X-Ray fluorescence, have a similar composition to the soil employed in the fills throughout the Refinery, indicating that the debris could well have been transported by the wind. The system devised here had a satisfactory performance. It was observed the necessity of aeration during the treatment in order to avoid the production of coke. Additionally, it was also observed the importance of a good thermal insulation in order to minimize power consumption and the propagation of heat and gas emissions to the atmosphere. The gases emissions consisted mainly of olefins and paraffins that had been reasonably been treated by the thermal oxidizer devised herein.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-04T21:21:09Z No. of bitstreams: 1 JaquelineFerreiraDeMelo_DISSERT.pdf: 1655031 bytes, checksum: 663889952a068c0c2b6ad65fbb059a51 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-09T00:03:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JaquelineFerreiraDeMelo_DISSERT.pdf: 1655031 bytes, checksum: 663889952a068c0c2b6ad65fbb059a51 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-09T00:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JaquelineFerreiraDeMelo_DISSERT.pdf: 1655031 bytes, checksum: 663889952a068c0c2b6ad65fbb059a51 (MD5) Previous issue date: 2017-10-16 / Diferentes metodologias s?o investigadas para a remo??o dos poluentes presente na ?gua produzida proveniente da explora??o de petr?leo, a fim de diminuir o impacto ambiental. Nos ?ltimos anos uma aten??o especial tem sido dada para as tecnologias eletroqu?micas. Neste trabalho foi empregada a oxida??o eletroqu?mica indireta em dois efluentes reais provenientes da ind?stria do petr?leo situada no Estado do Rio Grande do Norte. Os experimentos foram realizado em sistemas em batelada e fluxo com os eletrodos de ?xido de Rut?nio (Ti/Ru0.3Ti0.7O2), Platina suportada em Tit?nio (Ti/Pt) e Diamante Dopado com Boro (BDD - sigla em ingl?s) e como c?todo o Tit?nio (Ti), aplicando diferente densidades de corrente (15 mA cm-2 e 45 mA cm-2). Para an?lise da adequa??o do tratamento eletroqu?mico foi verificado o decaimento da demanda qu?mica de oxig?nio (DQO), atrav?s de suas concentra??es ao fim do tratamento. De acordo com os resultados obtidos para os sistemas em batelada, a remo??o DQO foi aproximadamente 42% com consumo energ?tico de 115 KWhm-3 e 52% com 86 KWhm-3 consumidos usando BDD e Ti/Pt respectivamente, nessas condi??es o ?nodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2 mostrou a melhor efici?ncia de degrada??o com 85% de remo??o da mat?ria org?nica e menor consumo energ?tico 70 KWhm-3, o comportamento mais eficiente desse eletrodo foi correlacionado a evolu??o das esp?cies oxidativas cloradas (, , ) no ?nodo durante o tratamento. Quando efluentes reais foram submetidos ao tratamento eletroqu?mico em c?lula de fluxo os melhores resultados foram obtidos com o ?nodo de BDD j? na menor densidade de corrente aplicada, com valores de mineraliza??o pr?ximos da totalidade e consumo energ?tico de 66 KWhm-3. A toxicidade dos efluentes tratados foi estimada por meio do cultivo da Lactuca Sativa a fim de avaliar o poss?vel reuso do efluente ap?s tratamento, o qual se mostrou efetivo quando analisado o fator de germina??o para o efluente tratado com ambos os ?nodos em condi??es de fluxo com desenvolvimento do caule mais expressivo se comparado ? amostra de refer?ncia para o ?nodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2. Nos sistemas em batelada a carga org?nica e a produ??o de oxidantes ao final da desinfec??o eletroqu?mica inibiram a germina??o da Lactuca sativa, o qual foi atribu?do aos oxidantes remanescentes no efluente tratado, evitando a germina??o devido ao ataque dos oxidantes das paredes celulares das sementes de alface. Os resultados indicam a efici?ncia do m?todo para remo??o dos compostos org?nicos confirmando a aplicabilidade para os efluentes estudados.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-04T21:21:09Z No. of bitstreams: 1 TancredoDantas_DISSERT.pdf: 2256850 bytes, checksum: 1e1c2e473307cb7d65b98c24ec08c412 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-09T00:15:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TancredoDantas_DISSERT.pdf: 2256850 bytes, checksum: 1e1c2e473307cb7d65b98c24ec08c412 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-09T00:15:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TancredoDantas_DISSERT.pdf: 2256850 bytes, checksum: 1e1c2e473307cb7d65b98c24ec08c412 (MD5) Previous issue date: 2016-10-04 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A ind?stria da constru??o civil emprega uma grande diversidade de aditivos desenvolvidos para uso em concretos e argamassas e que apresentam excelente desempenho na modifica??o do comportamento do cimento Portland. Algumas dessas propriedades encontram fun??es an?logas ou similares na engenharia de po?os de petr?leo, como por exemplo, os antiespumantes, dispersantes ou redutores de fric??o, controladores de filtrado e retardadores de pega. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar e especificar produtos qu?micos alternativos para compor sistemas de aditivos adequados ? formula??o de pastas de cimento para aplica??o em po?os de petr?leo onshore caracterizados por temperaturas a partir de 180?F (82?C), po?os depletados e po?os sujeito ? inje??o de vapor. Durante o per?odo de execu??o do estudo, foram selecionados produtos qu?micos de acordo com sua fun??o. Estes produtos foram especificados segundo normas internas da Petrobras e os testes foram realizados de acordo com a norma API RP 10B. Alguns dos aditivos apresentaram grande potencial para aplica??o em pastas de cimento para temperaturas elevadas, incluindo antiespumantes, controladores de filtrado, dispersantes e retardadores de pega. / The civil construction industry employs a wide diversity of admixtures developed to use in concrete and mortars, but that exhibits excellent performance for oilwell slurries. Some properties meet analogous functions, for example, antifoam, dispersants or friction reducers, fluid loss control agent and set retarders. This study was developed with the objective to evaluate and specify alternative chemical products to be used as admixtures for the formulation of cement slurries for application in onshore oil wells, characterized by temperatures of 180?F (82?C), mature wells and wells subjected to steam injection. During the study, chemical products were selected according its functions. These additives were specified according to PETROBRAS internal standards and the tests were realized according to API RP 10B standards. Some additives presented great potential for application in cement slurries for high temperatures, including antifoams, fluid loss control agents, dispersants and setting retarders.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SandroRAFpdf.pdf: 3399052 bytes, checksum: df66802bf0108d40809857894310d319 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31 / The thermoelectric energy conversion can be performed directly on generators without moving parts, using the principle of SEEBECK effect, obtained in junctions of drivers' thermocouples and most recently in semiconductor junctions type p-n which have increased efficiency of conversion. When termogenerators are exposed to the temperature difference (thermal gradient) eletromotriz a force is generated inducing the appearance of an electric current in the circuit. Thus, it is possible to convert the heat of combustion of a gas through a burner in power, being a thermoelectric generator. The development of infrared burners, using porous ceramic plate, is possible to improve the efficiency of heating, and reduce harmful emissions such as CO, CO2, NOx, etc.. In recent years the meliorate of thermoelectric modules semiconductor (TEG's) has stimulated the development of devices generating and recovery of thermal irreversibility of thermal machines and processes, improving energy efficiency and exergy these systems, especially processes that enable the cogeneration of energy. This work is based on the construction and evaluation of a prototype in a pilot scale, for energy generation to specific applications. The unit uses a fuel gas (LPG) as a primary energy source. The prototype consists of a porous plate burner infrared, an adapter to the module generator, a set of semiconductor modules purchased from Hi-Z Inc. and a heat exchanger to be used as cold source. The prototype was mounted on a test bench, using a system of acquisition of temperature, a system of application of load and instrumentation to assess its functioning and performance. The prototype had an efficiency of chemical conversion of 0.31% for electrical and heat recovery for cogeneration of about 33.2%, resulting in an overall efficiency of 33.51%. The efficiency of energy exergy next shows that the use of primary energy to useful fuel was satisfactory, although the proposed mechanism has also has a low performance due to underuse of the area heated by the small number of modules, as well as a thermal gradient below the ideal informed by the manufacturer, and other factors. The test methodology adopted proved to be suitable for evaluating the prototype / A convers?o termoel?trica da energia pode ser realizada diretamente em geradores sem partes m?veis, que utilizam o princ?pio do efeito SEEBECK, obtido em jun??es de condutores termopares e mais recentemente nas jun??es semicondutoras tipo p-n que apresentam maior efici?ncia de convers?o. Quando os termogeradores s?o expostos a uma diferen?a de temperatura (gradiente t?rmico), uma for?a eletromotriz ? gerada induzindo o surgimento de uma corrente el?trica no circuito. Desta forma, ? poss?vel converter em energia t?rmica a energia t?rmica da combust?o de um g?s atrav?s de um queimador, constituindo-se em um Gerador Termoel?trico. O desenvolvimento de queimadores infravermelhos, utilizando placa cer?mica porosa, tem possibilitado melhorar a efici?ncia dos processos de aquecimento, al?m de reduzir as emiss?es nocivas como CO, NOx, etc. Nos ?ltimos anos, o aperfei?oamento de m?dulos semicondutivos termoel?tricos (TEG?s) tem estimulado o desenvolvimento de dispositivos geradores e de aproveitamento de irreversibilidades t?rmicas de m?quinas t?rmicas e processos, melhorando a efici?ncia energ?tica e exerg?tica desses sistemas, principalmente de processos que permitem a cogera??o de energia. O presente trabalho est? baseado na constru??o e avalia??o de um prot?tipo, em escala piloto, para gera??o de energia visando aplica??es espec?ficas. A unidade utiliza g?s combust?vel (GLP) como fonte prim?ria de energia. O prot?tipo ? composto de um queimador infravermelho de placas porosas, um adaptador para o m?dulo gerador, um conjunto de m?dulos semicondutores adquiridos da Hi-Z Inc. e um trocador de calor para ser utilizado como fonte fria. O prot?tipo foi montado em uma bancada de testes, utilizando um sistema de aquisi??o de temperatura, um sistema de aplica??o de carga e instrumenta??o para avaliar o seu funcionamento e desempenho. O prot?tipo apresentou uma efici?ncia de convers?o qu?mica para el?trica de 0,31% e aproveitamento t?rmico de cogera??o da ordem de 33,2%, resultando numa efici?ncia global de 33,51%. A efici?ncia exerg?tica pr?xima da energ?tica mostra que o aproveitamento ?til da energia prim?ria do combust?vel foi satisfat?rio, embora o dispositivo proposto tenha apresentado, ainda, um baixo desempenho devido a subutiliza??o da ?rea aquecida pelo n?mero reduzido de m?dulos, como tamb?m, um gradiente t?rmico abaixo do ideal informado pelo fabricante, al?m de outros fatores. A metodologia de ensaio adotada mostrou-se adequada para avalia??o do prot?tipo

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-16T22:25:59Z No. of bitstreams: 1 RhaulPhillypiDaSilva_DISSERT.pdf: 3293809 bytes, checksum: bb1598adff094d59d1e342b8a9cae1eb (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-23T22:01:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RhaulPhillypiDaSilva_DISSERT.pdf: 3293809 bytes, checksum: bb1598adff094d59d1e342b8a9cae1eb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T22:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RhaulPhillypiDaSilva_DISSERT.pdf: 3293809 bytes, checksum: bb1598adff094d59d1e342b8a9cae1eb (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Devido aos grandes desafios encontrados na perfura??o de po?os, h? uma necessidade de se desenvolver fluidos com propriedades adequadas e capazes de atender todas as exig?ncias da perfura??o. As propriedades f?sico-qu?micas e reol?gicas devem ser cuidadosamente controladas para que um fluido possa exercer todas suas fun??es. Nas perfura??es onde as forma??es sens?veis a ?gua e ?offshore?, torna-se necess?ria a utiliza??o de fluidos de perfura??o base ?leo, por?m as argilas benton?ticas n?o podem ser usadas sem uma pr?via mudan?a superficial para que suas superf?cies se tornem hidrof?bicas. Ultimamente, as empresas de petr?leo no Brasil utilizam argilas organof?licas importadas na prepara??o de fluidos de perfura??o a base de ?leo. O trabalho teve por objetivo modificar uma argila c?lcica visando aumentar a afinidade da mesma pela fase org?nica de fluidos de perfura??o a base de ?leo, aplicando tr?s tensoativos (OCS, CTAB e UTM 150) em diferentes concentra??es. O resultados indicaram que os tensoativos UTM 150 e CTAB apresentaram resultados superiores quando comparados com OCS. Considerando o tipo de tensoativo e concentra??o como vari?veis utilizadas na an?lise estat?stica, os resultados indicaram que somente a tens?o superficial e concentra??o de ?xido de c?lcio como resposta no processo de organofiliza??o apresentaram os efeitos estatisticamente significativos. A argila organofilizada apresenta potencial para aplica??o em fluido de perfura??o ? base de ?leo. / Due to the great challenges encountered in drilling wells, there is a need to develop fluids with appropriated properties and able to meet all the requirements of drilling operations. The physicochemical and rheological properties must be carefully controlled so that a fluid can exercise all its functions. In perforations sensitive to contact with water and "offshore", it becomes necessary the use of oil based drilling fluids, but the bentonite clay cannot be used without a previous surface modification so that their surfaces become hydrophobic. Lately, the oil companies in Brazil use imported organoclays in the preparation of oil-based drilling fluids. The study aimed to modify a calcium clay to increase the affinity of the same organic phase of oil-based drilling fluids, applying three surfactants (OCS, CTAB and UTM 150) at different concentrations. The results indicated that the surfactants UTM 150 and CTAB showed better results compared to OCS. Considering the type of surfactant and concentration as variables used in the statistical analysis, the results indicated that only the surface tension and concentration of calcium oxide in response to organophilization process showed statistically significant effects. The organophilizated clay has potential for application in oil-based drilling fluids.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-10-11T22:42:30Z No. of bitstreams: 1 PedroTupaPandavaAum_TESE.pdf: 7374843 bytes, checksum: da0bd8befae6b9c55d40316b4a0ba58d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-10-17T23:38:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PedroTupaPandavaAum_TESE.pdf: 7374843 bytes, checksum: da0bd8befae6b9c55d40316b4a0ba58d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T23:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroTupaPandavaAum_TESE.pdf: 7374843 bytes, checksum: da0bd8befae6b9c55d40316b4a0ba58d (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Um dos desafios na acidifica??o de po?os em forma??es carbon?ticas ? o controle da rea??o de dissolu??o do carbonato de c?lcio. Devido a elevada taxa de rea??o entre o ?cido clor?drico (HCl) e a forma??o, o HCl ? todo consumido na regi?o da forma??o pr?xima ao po?o de maneira que as zonas mais profundas n?o s?o alcan?adas e as regi?es de dano podem n?o ser ultrapassadas. Diversos sistemas foram desenvolvidos para retardar a rea??o de dissolu??o, incluindo a utiliza??o de ?cidos org?nicos, sistemas viscosos e emulsionados. Contudo, poucos estudos reportam a utiliza??o de sistemas microemulsionados como sistemas retardados. Neste trabalho foram estudados sistemas microemulsionados ?cidos do tipo ?leo em ?gua para aplica??o em acidifica??o de carbonatos e limpeza de po?o. O trabalho foi dividido em duas etapas principais, sendo elas: a obten??o e caracteriza??o dos sistemas; e a avalia??o da efici?ncia realizando experimentos de inje??o em plugues de rocha carbon?tica. Para formula??o dos sistemas microemulsionados, dois ?cidos foram utilizados: o ?cido clor?drico (HCl); e o ?cido etilenodiamino tetra-ac?tico (EDTA). O tensoativo utilizado foi o ALK L90 (n?o i?nico), o sec-butanol como co-tensoativo e o xileno como componente org?nico. Foram obtidos sistemas microemulsionados ?cidos com HCl e com EDTA. Os resultados mostraram que a adi??o de ?cidos em determinadas condi??es promove a transi??o de fases dos sistemas de microemuls?o. Os ensaios de inje??o mostraram que os sistemas microemulsionados ?cidos propostos foram eficientes em estimular os plugues de forma??o carbon?tica, alcan?ando incrementos na permeabilidade entre 10-30%, sem apresentar dissolu??o na face e formando wormholes. / One of the challenges in acidification of wells in carbonate formations is controlling the dissolution reaction of calcium carbonate. Due to the high rate of reaction between hydrochloric acid (HCl) and the rock formation, the HCl is all consumed close to the wellbore region. In this way, the deeper areas are not reached and the damage regions may not be exceeded. Several systems have been developed to retard the dissolution reaction, including the use of organic acids, viscous emulsion systems, and the use of chelating agents. However, few studies have reported the use of microemulsion systems as retarded acid systems. In this work, oil in water acid microemulsions are studied for use in carbonate acidizing. The work was divided into two main stages. The first stage was the obtaining and the characterizing of the systems and the second one was the efficiency evaluation by performing injection experiments in carbonate cores. Two microemulsion systems were obtained, one using the hydrochloric acid (HCl) and the second using the ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), a chelating agent. The surfactant used was the ALK-L90 (non-ionic), sec-butanol was used as a co-surfactant, and xylene as the organic component. The results showed that the addition of the HCl or chelating agent promotes the transition of the phase of microemulsion system. Wettability studies showed that the microemulsion systems obtained have a greater power of interaction with the carbonate than the aqueous solutions and also the microemulsion systems without addition of HCl or EDTA. The coreflood experiments showed that the microemulsion systems obtained were effective in stimulating the carbonate cores, achieving increases in permeability up to 86% without showing core face dissolution. The HCl and EDTA corrosiveness in microemulsion media was 80% less than in the aqueous solution. The microemulsion systems obtained can be a promising candidate to use as alternative fluids to carbonate stimulation.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-06-05T21:59:56Z No. of bitstreams: 1 GlenOliveiraMartinJunior_DISSERT.pdf: 4637902 bytes, checksum: 14d00f87ce12276fabf401d8ecbcf252 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-06-11T21:26:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GlenOliveiraMartinJunior_DISSERT.pdf: 4637902 bytes, checksum: 14d00f87ce12276fabf401d8ecbcf252 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T21:26:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GlenOliveiraMartinJunior_DISSERT.pdf: 4637902 bytes, checksum: 14d00f87ce12276fabf401d8ecbcf252 (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Os óleos pesados são mais difíceis de serem extraídos, necessitando da aplicação de métodos especiais de recuperação para possibilitar sua produção. A recuperação desse tipo de óleo pode ser incrementada por intermédio de processos térmicos, que consistem basicamente em aumentar a temperatura, reduzindo a viscosidade do óleo e melhorando o seu escoamento. O processo de Drenagem Gravitacional Assistida por Vapor, SAGD (do inglês “Steam-Assisted Gravity Drainage”), é um método já conhecido, provado e utilizado com sucesso em campos ao redor do mundo. A Combustão In-Situ é outro método térmico bastante consolidado. Buscando aperfeiçoar o SAGD, unindo as vantagens deste com os da Combustão In-Situ, foi proposto um novo método denominado “SAGDOX” (do inglês “Steam-Assisted Gravity Drainage with OXygen addition”), patenteado pela Nexen Inc., em 2013. O SAGDOX consiste basicamente em utilizar a estrutura de poços do SAGD, e injetar ar através de um poço injetor vertical, a fim de melhorar a recuperação do óleo. O método está atualmente em estágio de desenvolvimento, com experimentos laboratoriais e em testes de modelos físicos, não contando ainda com testes em campo ou poços-piloto. Nesse trabalho foi realizado um estudo paramétrico do processo SAGDOX aplicado a um reservatório homogêneo contendo óleo pesado, com características do nordeste brasileiro. Os experimentos foram realizados através do simulador computacional STARS, da Computer Modelling Group, considerando-se um tempo de projeto de 20 anos. Foi realizado um planejamento experimental e analisada a produção acumulada de óleo quando submetido a diferentes valores para os seguintes parâmetros operacionais: vazão de injeção de vapor, vazão de injeção de ar, distância entre os poços horizontais, distância do poço injetor de ar e completação do poço injetor de ar. A análise de sensibilidade indicou que todos os parâmetros foram estatisticamente significativos, com a distância entre os poços horizontais sendo o parâmetro mais influente. Injetar oxigênio puro, ao invés de ar, resultou em maiores fatores de recuperação (FR) para os casos analisados. O processo SAGDOX atingiu menores fatores de recuperação quando comparado ao SAGD tradicional, mas mostrou poder antecipar a produção de óleo. / Heavy oil is more difficult to be extracted, it requires the application of enhanced oil recovery (EOR) processes in order to be produced. The recovery of this type of oil can be improved by thermal processes, that consist in elevating the temperature, causing oil viscosity reduction, allowing it to flow better. The Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) is a well-known method, proved and successfully used around the world. In-situ combustion is another thermal process well consolidated. In order to improve SAGD performance, In-Situ combustion advantages were mixed with SAGD’s, proposing a new process called Steam-Assisted Gravity Drainage with Oxygen addition (SAGDOX), by Nexen Inc., in 2013. SAGDOX basically consists in using the wells structure of SAGD, and add a vertical air injector well, aiming to increase oil recovery. The process is in development stage, with laboratory experimentation and physical model tests, with no field testing or pilots yet. In this paper, it was developed a parametric study of SAGDOX process applied to a heavy oil reservoir, with characteristics from Northeast Region of Brazil. Experiments were conducted using STARS software, a thermal reservoir simulator by Computer Modelling Group, and the project total time was considered 20 years. Experiments were planned using Design of Experiments, and cumulative oil production was analyzed for different values for the following operational parameters: steam injection rate, air injection rate, distance between horizontal wells, distance of air injection well and air injector well completion. Sensibility analysis indicated that all parameters were statistically significant, being the distance between horizontal wells the most influent parameter. Further results indicated that is better to inject pure oxygen, instead of air, leading to higher oil recovery factors. The SAGDOX process reached lower oil recovery factors when compared to traditional SAGD but showed that it can anticipate oil production.

[pt] Operações de posicionamento de tampão de cimento na indústria do petróleo representam um exemplo de escoamento dominado por efeitos gravitacionais. Essa situação é altamente instável visto que o cimento geralmente é mais denso que o fluido do poço e, como consequência, suas posições tendem a se inverterem. O presente estudo objetiva aprimorar a percepção dos mecanismos físicos associados às operações de tamponamento através da análise de escoamentos de inversão por gravidade. Com esta finalidade, executam-se experimentos de visualização com líquido mais denso posicionado sobre outro de menor densidade em tubo vertical. Ademais determina-se a velocidade da interface através do processamento e análise de imagens. A influência dos parâmetros governantes é averiguada sobre a velocidade de inversão e o regime de escoamento. A importância relativa entre as forças gravitacionais, viscosa, inercial e interfacial são avaliadas. A primeira etapa do estudo consiste na realização de experimentos com pares de fluidos newtonianos e imiscíveis com pequena diferença de densidade. Examinam-se dois regimes de escoamento, a saber gotas e slugs em queda. Os resultados experimentais demonstram que a velocidade terminal pode ser estimada por correlações empíricas de esferas rígidas em queda dentro de um tubo. A segunda etapa da pesquisa consiste na análise de escoamento de inversão por gravidade com fluido elasto viscoplástico tixotrópico sobre óleo newtoniano menos denso. Constatam-se três diferentes regimes de escoamento, denominados instável, quase-estável e estável (sem escoamento). O regime instável apresenta escoamento wavy core annular com o líquido mais denso no centro. No regime quase-estável há formação de plug flow após um tempo de retardo, que é função dos efeitos tixotrópicos e elásticos do material. Através da análise dos resultados experimentais é possível identificar, para um dado par de fluidos, a janela de operações no espaço de parâmetros governantes dentro da qual a velocidade de inversão é suficientemente baixa (ou nula) para assegurar o sucesso da operação de tamponamento. / [en] Cement plug placement in oil industry operations represents an example of buoyancy-driven exchange flows. This situation is highly unstable since cement is usually denser than well fluid and, as a consequence, their positions tend to invert. The present study aims to improve the perception of the physical mechanisms associated to cement plug operations through the analysis of exchange flows. To this end, visualization experiments are performed with denser liquid positioned above a lower-density liquid in a vertical tube. In addition, the interface front speed is determined through image processing and analysis. The influence of the governing parameters is investigated on the speed of inversion and flow regime. The first stage of the study consists of conducting experiments with pairs of immiscible Newtonian liquids with small density difference. Two different flow regimes were examined, namely, falling drops and falling slugs. Experimental results demonstrate that the terminal velocity can be estimated by empirical correlations for falling rigid spheres within a tube. The second stage of the research consists of an exchange flow analysis considering an elastoviscoplastic thixotropic fluid above a less dense Newtonian oil. Three different flow regimes were observed, namely unstable, quasi-stable, and stable (no flow). The unstable regime is a wavy core-annular flow with the denser liquid in the core. In the quasi-stable regime a slow plug flow starts after a time delay, which is a function of material thixotropic and elastic effects. Through analysis of the experimental results it is possible to identify, for a given pair of fluids, the operational window in the governing parameter space within which the speed of inversion is sufficiently low (or zero) to ensure the cement plug operation success.

[pt] Em consequência da atuação das empresas de petróleo em um mercado globalizado, uma das etapas do processo de internacionalização destas empresas é a aquisição de refinarias em novos mercados. Destacam-se aqueles em que as oportunidades são mais desafiadoras, como as emergentes economias do Oriente, principalmente a China e a Índia. Se a eficiência de um sistema logístico é crítica para as operações das empresas em seus próprios países, torna-se ainda mais importante para estas operações globalizadas, considerando-se os diferentes ambientes encontrados nos países onde as empresas passam a operar. A tomada de decisão sobre a aquisição de novas refinarias fora de seus países requer o conhecimento dos impactos desta aquisição sobre os fluxos de petróleo e seus produtos entre os mercados, considerando-se os diferentes fatores que atuam sobre estes fluxos. Neste trabalho, por meio de uma pesquisa bibliográfica, estuda-se a proposta da Petrobras em desenvolver uma ferramenta de avaliação do fluxo de petróleo e seus produtos em função da compra de novas refinarias, a ser utilizada no processo de tomada de decisão. Estudam-se as principais variáveis críticas de projeto a serem consideradas no futuro desenvolvimento dessa ferramenta. / [en] As a consequence of the performance of the oil companies in a globalized market, one of the steps of the internationalization process of these companies is the acquisition of refineries in new markets. Among them are those where opportunities are more challenging, as the emerging economies of the East, especially China and India. If the efficiency of a logistics system is critical to the companies operations in their countries, it becomes even more important for these globalized operations, considering different environments of the countries where the companies will operate. The decision on the acquisition of new refineries out of their countries requires the knowledge of the impact of that acquisition on the oil and its products flow through the markets, considering the various different factors that affect them. Based on a literature survey, in this work the proposal for developing a tool for evaluating the oil and its products flow for Petrobras as a function of the purchase of new refineries that will be used in the decision making process is studied. This thesis analyses the main project s critical variables to be considered in the future development of this tool.

[pt] Quando um poço de petróleo é completado em arenito brando e pobremente consolidado é possível que ocorra fluxo de areia para dentro do poço. Problemas derivados da produção de areia incluem a obstrução do poço, abrasão de revestimentos e ferramentas, colapso do revestimento e necessidade de separação e disposição, em superfície, de areias impregnadas por óleo. Contudo, em reservatórios de óleo pesado, a alta viscosidade e abaixa produtividade significam que os problemas mencionados acima são menos críticos. Nestes casos, alguma produção de areia é aceitável para aumentar a produtividade.A produção de areia é notória em arenitos mal consolidados, mas também podem ocorrer em arenitos coesivos e medianamente resistentes como resultado da perturbação imposta à rocha durante as operações de perfuração, completação e produção Provavelmente o principal efeito é a destruição da cimentação mineral que produz uma região com material granular na vizinhança do poço. As forças de percolação criadas pelo fluxo podem então arrastar as partículas sólidas para o interior do poço.Um modelo contitutivo que seja capaz de reproduzir o comportamento tensão-deformaçãoresistência de arenitos é de grande interesse para estudos da previsão da produção de areia. Este tema é o ponto central desta tese.Uma revisão dos artigos relacionados com os mecanismos de produção de areia é apresentado no capítulo 2.Dois arenitos brandos obtidos de afloramentos foram caracterizados. Após a diagnose petrográfica realizou-se o tratamento e processamento de imagens da lâminas para mensuração da distribuição granulométrica, parâmetros texturais e dimensão dos poros. Os argilominerais foram investigados por difração de raios- X, usando quatro tipos distintos de preparação de amostras. A porosidade e a permeabilidade intrínseca foram determinadas usando um porosímetro de Boyle e um permeametro à gás. Empregou-se um algoritmo para análise multivariada dos dados para distinguir entre grupos de arenitos com propriedades físicas semelhantes.Realizou-se um exercício numérico, usando soluções analíticas para a distribuição das tensões na parede de um poço, com o objetivo de se identificar as possíveis trajetórias de tensão que ocorrem, considerando as tensões in situ, a perfuração e a produção de fluidos.Foi desenvolvido um programa experimental de ensaios mecânicos que inclui testes uniaxiais,triaxiais convencionais e hidrostático, além de carregamentos seguindo a trajetória de p constante. Estes ensaios serviram para obtenção dos parâmetros do modelo de Lade, bem como para caracterizar o comportamento geomecânico dos arenitos. Deve-se mencionar que os corpos de prova estavam totalmente saturados com água e com óleo. Usou-se um algoritmo de otimização para identificação dos parâmetros do modelo. Por fim, avaliou-se a capacidade do modelo elastoplástico de Lade & Kim para descrever o comportamento tensão deformação dos arenitos estudados. / [en] When a well completed in a poorly consolidated and weak sandstone is produced, sand inflow from reservoir can occour. Problems arising from sand production include sand bridging and wellbore plugging; tools and casing abrasion requiring frequent workovers; casing collapse and distortion in the production zone; sand separation at surface and disposal of an environmentaly contaminated sand. However in heavy oil reservoirs, high viscosity and low production rates means that the problems mentioned before are far less than in high rate light oil wells. In these cases, some sand production can be accepted in order to increase productivity. Sand production is a conspicuous phenomena in poorly consolidated sandstones, but can also occur in cohesive medium-strong sandstones as a result of rock fabric damage during drilling, completion and production activities. Probably the main disturbance imposed to rock is the breakage of mineral cement, which produces a region of a granular yielded material around the bore. The percolation forces created by fluid flow can drag the solid particles to the well. A constitutive model that can be able to simulate stress-strain behavior is of major interest to sand production prediction. This theme is the central point of this work. A review of published articles related to sand production mechanisms is presented in the second chapter. Two weak sandstones obtained from outcrops were characterized. After a diagnosis under petrographic thin sections, an extensive image treatment and processing were carried out to measure grain size distribution, textural parameters and pore dimensions. Clay mineral were investigated by mean of X-ray diffraction techniques, using four distinct kinds of sample preparation. Porosity and intrinsic permeability were determined using a Boyle s principle porosimeter and a gas permeameter. A multivariate data analysis (cluster analysis) algorithm based on distance measures were applied to distinguish among groups with similar physical properties. A numerical exercise using analytical solution equations for the stress distribution on the wall of the well was done to determine the stress path, considering drilling and production effects. A experimental program of rock mechanic tests including uniaxial, conventional triaxial, hydrostatic and proportional loading, besides tests following a (p) constant path, were run in order to characterize the rock behavior as well as to obtain the constitutive model parameters. It must be mentioned that samples were water and oil saturated. An optimization algorithm for of model parameters identification were used and the Lade & Kim elastoplastic constitutive model was evaluated for describe stress-strain relation of sandstones.